Божията формула

— Да, механиката е дял от физиката, който изучава и предвижда поведението на материята. В случая с класическата физика и Теорията на относителността механиката е определяща. Ако знаем къде се намира едно тяло, в каква посока се движи и с каква скорост, ще можем да предвидим бъдещето му и да опознаем миналото му. Ако това тяло се движи наляво с хиляда километра в час, след час то ще бъде на хиляда километра наляво. Ето това е механиката. Можем да предскажем поведението на телата, стига да знаем тяхната скорост и местоположение. Всичко е много просто. Но в квантовия свят нещата стоят по различен начин. Ако ни е известно точното местоположение, не можем да определим импулса на частицата. А ако ни е известна скоростта, не можем да установим с точност местоположението й. Това се нарича Принцип на неопределеността и е формулиран през 1927 г. от Вернер Хайзенберг. Принципът на неопределеността гласи, че местоположението и импулсът на една частица не могат да се определят с точност едновременно.

— Тогава как ще се предвиди поведението на една частица?

— Именно в това е проблемът. Не може да се предвиди. Аз знам какво е положението и скоростта на Луната и поради това мога да опиша всичките й движения — в миналото и в бъдещето. Но по никакъв начин не мога да определя точната позиция и скоростта на един електрон, от което следва, че не бих могла да опиша движенията му в миналото и в бъдещето. Това е неопределеността. За да разреши този проблем, квантовата механика прибягва до изчисляване на вероятностите. Ако даден електрон трябва да избира между два процепа, през които би могъл да мине, има петдесет процента вероятност да мине през левия процеп и петдесет — през десния.

— Изглежда удачен начин да се разреши проблемът.

— Така е. Но Нилс Бор усложнил нещата с твърдението, че електронът минава през двата процепа едновременно — и през десния, и през левия.

— Какво?

— Каквото чухте. При избора между два възможни пътя електронът минава едновременно и по двата. С други думи, намира се на двете места едновременно.

— Е, това е невъзможно.

Да, но точно това твърди квантовата теория. Например, ако поставим един електрон в кутия, разделена на две, електронът ще се намира и от двете страни във формата на вълна. Когато погледнем в кутията, електронът се намира в качеството си на частица само от едната страна. Ако не поглеждаме, електронът ще си остане и от двете страни във формата на вълна. Дори двете страни да се разделени и поставени на хиляди светлинни години разстояние една от друга, електронът ще продължи да бъде и в двете едновременно. Само ако проверим в едната от тях, електронът ще реши в коя от двете да остане.

— Само ако проверим, той решава да остане? — попита Томаш недоверчиво. — Какво говорите?

— Ролята на наблюдателя била констатирана най-напред от Принципа на неопределеността. Хайзенберг установил, че не можем да определим с точност едновременно къде е позиционирана една частица и каква е нейната скорост заради присъствието на наблюдателя. Теорията стига дотам, да твърди, че електронът определя мястото си само ако съществува наблюдател.

— Това няма смисъл.

— Така смятали и други учени, включително Айнщайн. И когато изчисленията придобили вероятностен характер, Айнщайн изрекъл знаменитата фраза: „Аз не вярвам, че Бог играе на зарове“. Положението на една частица не може да зависи от присъствието на наблюдатели и още по-малко от вероятностни изчисления. Частицата е на едно място или на друго, не може да е едновременно и на двете места. Скептицизмът се засилил дотам, че един друг физик, Шрьодингер, предложил мислен експеримент, за да покаже абсурдността на ситуацията. Той си представил котка, която е затворена в кутия със запечатана бутилка цианид. Квантов процес би могъл да задейства чук, с вероятност петдесет на петдесет процента, да счупи бутилката или не. Според квантовата теория вероятността да се случи едното или другото е еднаква, докато кутията е затворена, което предполага едновременно котката да е жива и мъртва, аналогично на електрона, който би могъл едновременно да е от двете страни на кутията, докато не е под наблюдение. Абсурдно, нали?

— Разбира се. Как е възможно да бъде защитавана подобна теория?