На протяжении столетий свойства света представляли собой одну из величайших проблем в физике. По мнению нидерландского математика, астронома и физика XVII века Христиана Гюйгенса, свет ведет себя как волна, в то время как Ньютон верил, что свет состоит из частиц. В известном двухщелевом эксперименте, впервые проведенном в 1801 году английским физиком и врачом Томасом Юнгом, свет проходил либо через две узких щели, либо, после того как одну из щелей закрывали, через одну узкую щель. Когда свет проходит через обе щели, он ведет себя как волна с интерференцией, создающей темные и светлые полосы (см. рис.). Интерференция – это явление, которое мы видим, когда бросаем два камушка в пруд и круги от них пересекаются. Рисунок интерференции создает волны большего размера и вместе с тем сглаживает другие; эти волны – эквивалент светлых и черных полос в двухщелевом эксперименте. Когда Юнг в 1802 году опубликовал результаты двухщелевого эксперимента и пришел к заключению, что свет ведет себя как волна, его сообщение встретили пренебрежительно и враждебно, так как его результаты противоречили ньютоновской корпускулярной теории света. Критики утверждали, что публикация Юнга
не содержит ничего заслуживающего названия эксперимента или открытия и… лишена достоинств… Мы хотели бы высказаться против новшеств, которые не оказывают иного влияния, кроме как препятствуют процессу науки и воскрешают все те плоды воображения, которые… Ньютон обратил в бегство из ее храма [4].
Однако ситуация оказалась еще более сложной. Если через обе щели проходит очень слабый свет так, что за один момент времени через щели проходит только один фотон, может оказаться, что свет также ведет себя как частица; в этом случае свет будет распределяться равномерно по всей плоскости проекции (фотографической пластинке), а рисунок интерференции из светлых и темных полос исчезнет. Однако это происходит лишь когда ученые хотят узнать точное положение фотона и отметить, через какую из щелей проходит этот фотон. Только в том случае, если прибор, расположенный перед щелями или за ними, определяет, где именно проходит фотон, если проходит вообще, мы знаем точный путь фотона и выясняем, действительно ли свет продолжает вести себя как частица. То же самое относится к измерениям, проводящимся за щелями, в том случае, если измерительный прибор включат именно тогда, когда фотон уже прошел сквозь щель, но еще не успел достичь фотопластинки. Ввиду измерений фотон продолжает вести себя как частица. Если во время эксперимента мы не проводим никаких измерений, свет продолжает вести себя как волна.
Обладатель Нобелевской премии по физике Нильс Бор назвал это явление
Революционность заявления квантовой физики заключается в том, что если во Вселенной и есть определенный порядок (волны или частицы), то он не ограничен одной физической стороной. Материю можно оценить количественно, а разум определяет, что именно нам известно. Наши мысли и чувства играют свою роль в определении, как именно функционирует Вселенная и как мы ее воспринимаем. То, что мы думаем, физически влияет на то, что мы воспринимаем, и эта идея вызвала революцию не только в физике, но и в философии, а также в исследованиях сознания. Нобелевский лауреат и специалист в области квантовой физики Макс Борн говорил: «Теперь я убежден, что