Анти-Зеланд или На халяву и уксус сладкий

Среди слепых и кривой ослепнет…

Станислав Ежи Лец

Скажите, ну кому охота ждать милостей от Природы? Взять их, попутно вырвав у мирозданья его последние тайны — вот задача дня сегодняшнего! Тем более что тайны эти на поверку оказываются не такими уж потаенными, точнее, дивно простыми. Вот, допустим, атом. Что может быть проще атома? Положительно заряженное ядро, состоящее из про тонов и нейтронов, располагается в центре. Электроны, образующие электронные оболочки, движутся вокруг ядра по орбитам — в точности как планеты вращаются вокруг центрального светила. Число электронов в атоме равно числу протонов в ядре, число протонов равно порядковому номеру элемента в периодической системе Менделеева…

Все ясно, понятно, убедительно и наглядно. Сегодня любой старшеклассник знает об устройстве атома больше, чем Джозеф Томсон, Фредерик Содди и Эрнест Резерфорд вместе взятые! Не беда, что знания эти неглубоки и поверхностны. Совершенно очевидно, что правила, законы и положения науки, которые изучаются в «школьном объеме», и должны быть поверхностными, доходчивыми, лишенными противоречий, упрощенными и обобщенными.

О феномене настоящей «телепортации» электронов в средней школе не говорят. И правильно делают — нечего дурить голову маленьким! Однако первопроходцы, столкнувшиеся с загадочным свойством электронов мгновенно менять орбиту, точнее, мгновенно исчезать на одной и появляться на другой, были вынуждены постулировать, что фотоны, электроны, протоны, атомы и другие микрочастицы материи обладают свойствами и частиц (корпускул), и волн.

Впервые идея о волновых свойствах материи была выдвинута французским физиком-теоретиком Луи де Бройлем в 1924 году. Тогда де Бройль сформулировал то, что сегодня называют идеей корпускулярно-волнового дуализма. Согласно этой идее, и корпускулярные, и волновые черты присущи всем видам материи, при этом каждой частице соответствует волна, амплитуда которой достигает максимума в точке вероятного нахождения частицы. Примечательно, что частица может изменить свое местоположение в любой момент и без регистрируемого перехода.

…Прочтите диссертацию де Бройля, писал Альберт Эйнштейн своему коллеге Максу Борну, хотя и кажется, что ее писал сумасшедший, но написана она солидно. Гипотеза о двуединой корпускулярноволновой природе материи нашла сторонников как в среде физиков-релятивистов, так и нерелятивистов. В 1927 году ее обоснованность подтвердили американцы К. Дэвиссон и Л. Джермер и, независимо от них, англичанин Дж. Томсон, открывшие дифракцию электронов на кристалле никеля.

Главным разработчиком так называемой волновой механики считается австрийский физик-теоретик Эрвин Шредингер, в 1926 году сформулировавший основное уравнение нерелятивистской квантовой механики и доказавший идентичность волновой механики матричному варианту квантовой механики.

Согласно волновому уравнению Шредингера, вероятность обнаружения свободной частицы в различных точках пространства не зависит от координат и от времени, и сама она может находиться и быть обнаруженной в любой точке. Такая равномерная «размазанность» частицы по всему пространству вызывает недоумение у человека неподготовленного, однако физики с присущим им изяществом говорят, что речь идет вовсе не о «размазанности», а о вероятности… обнаружения частицы в любой точке пространства…

Одного уравнения Шредингеру показалось мало, и он окончательно добил ученый мир логической загадкой, смущающей умы и по сию пору!

Представьте себе, говорил Шредингер, что в закрытом ящике сидит кошка. На одной из внутренних стенок закреплен детектор частиц с присоединенной к нему колбой с ядом. Где-то внутри находится и радиоактивная частица. Если радиоактивная частица проявит себя как волна, детектор, представляющий собой газонаполненный диод с тонкой нитью-анодом, не сработает. Если частица проявит себя как корпускула, то при ее пролете через детектор в газе (в результате его ионизации) возникнет коронный разряд. Детектор сработает, колба с ядом откроется, и кошка сдохнет…

Не открывая ящика, попробуем ответить на вопрос: что же случится с кошкой?

С точки зрения житейской логики, кошка либо жива, либо мертва — с шансами 50 на 50. С точки зрения квантовой физики, кошка и жива, и мертва. Причем одновременно — с вероятностью 0,5. В таком полуживом-полумертвом состоянии кошка будет находиться до тех пор, пока экспериментатор не снимет крышку с ящика и не заглянет внутрь.

Парадокс Шредингера озадачил физиков и пролил бальзам на душу креационистов, отрицающих эволюцию и объясняющих происхождение мира актом сверхъестественного творения. Креационизм совершенно неожиданно нашел союзника в лице квантовой физики, этой самой атеистической из всех наук, по сути настаивающей на существовании Творца — того самого экспериментатора, от которого зависит жизнь или смерть подопытного животного.