Неизбежность странного мира

Да и надо ли его искать? Когда нефизику хочется понять новизну современных физических идей и уловить их смысл, как ему быть? Прозрачную ясность недоступной ему математики нечем заменить. Так, может быть, иносказания, далекие параллели, лирические отступления, исторические справки хоть как-нибудь помогут ему понять «возбуждение», черпаемое физиками «из небытия»? Может быть! Если этого нельзя заранее доказать, то, во всяком случае, этого нельзя заранее и опровергнуть.

Мне ничего не остается, как продолжать рассказ прежним способом. Снова: факты, логика и всяческие «путевые заметки».

…Итак, раз уж электрон, как и любой микрокентавр, не может двигаться по траектории, то есть не обладает одновременно и точно определимым местоположением и точно определимой скоростью, а при всем том перемещается в пространстве, значит несомненно одно: его координаты и его скорость страдают неопределенностью. Какой-то неопределенностью!

Какой? Наше величайшее уважение к физике, как науке точной, сразу возбуждает этот вопрос. А еще важнее наше глубокое убеждение, что сама природа всегда и всюду точна. И уж если встречаются в ней неопределенности, так и они должны быть определенными! «От» и «до»… В самом деле, нельзя примириться с мыслью, что все электроны в любых обстоятельствах пребывают «где угодно» и движутся «как угодно»: тогда полная бесформенность была бы уделом природы. Какие-то законы должны же управлять и самими неопределенностями в положении электрона и в значении его скорости. Вот только годятся ли тут твердые границы — «от» и «до»?

Наверное, не годятся.

Источник обеих неопределенностей — все ют же источник всех наших неклассических бед: волнообразность электрона. Будь он только частицей, ничто не мешало бы ему двигаться по строгой траектории, и никаких неопределенностей не было бы. Но попросить электрон «быть только частицей» и «не быть волной» нельзя. И потому эти неопределенности не могут исчезнуть — стать нулевыми, так, чтобы и в значении координаты и в значении скорости частицы-волны одновременно воцарялась полная классическая определенность.

Чувствуете ли вы, как это необычно и какою важностью здесь обладает именно слово «одновременно»? Это легко оценить на макропримере.

Перенесемся в годы войны. Однажды штаб истребителей на Балтике принял только обрывок радиосообщения: «…Эскадрилья противника проходит сейчас над Гельголандом». А через пятнадцать минут — обрывок новой информации: «…Противник идет сейчас курсом норд-ост, скорость 300». Надо было поднимать истребителей в воздух, но как можно было поставить им точную задачу? В обоих сообщениях «сейчас» относилось к разным моментам вражеского рейда. Когда были засечены координаты, осталось неизвестным — куда и как быстро летит эскадрилья. Когда стали известны курс и быстрота полета, осталось тайной, где эскадрилья находилась при этом. Сначала неопределенность в скорости, потом неопределенность в координатах. И в результате — полная неясность. Если бы не сплоховала связь, обе неопределенности могли исчезнуть одновременно, как это и бывало обычно, и тогда не случилось бы беды.

А в микромире эти две неопределенности никогда не исчезают одновременно! И никакая аккуратность в приеме информации из глубин материи тут не может помочь. Другими словами, квантовая механика вопреки всему опыту точных наук заставила физиков отказаться от надежды на одновременное сколь угодно точное измерение двух важнейших величин, без знания которых, казалось бы, нельзя и помышлять об описании движения и взаимодействия микрочастиц.

Вот как обернулось дело! Но не думайте, что оно обернулось бессилием атомной науки. Впрочем, такая мысль вряд ли придет кому-нибудь в голову. В наше время никто еще не доказал с такою громкой убедительностью, как физики-атомники, точности своих научных предвидений. Их проницательность — и обнадеживающая и устрашающая — позволила даже самый наш век назвать атомным. Так, значит, невозможность победить неопределенности в микромире не смогла помешать их успехам? Нет, не смогла. Это понятое бессилие стало их силой…

Но уверились ли мы сполна, что одновременная победа над обеими неопределенностями действительно оказалась немыслимой? Это так важно, что тут не должно остаться никаких сомнений и никаких иллюзий, какие подсказывает наш «большой опыт». Да и только ли большой? Ведь сумел же очень коротковолновый фотон застигнуть электрон в определенной точке, и сверхмикроскоп эту точку нам показал! Стало быть, уж одну-то из двух величин — координату электрона — можно в принципе измерить с любой точностью, не правда ли? Что же мешает одновременно измерить с такой же точностью и скорость электрона? Сомнение основательно. Как его развеять?

2