Эксперимент по намерению. Запустите сценарий счастливой жизни

Когда две волны действуют синфазно (то есть поднимаются и опускаются одновременно) и сталкиваются друг с другом – что называется «интерференцией», – объединенная интенсивность волн превосходит индивидуальную амплитуду каждой из них. Сигнал усиливается. Происходит запечатление или обмен информацией, что называется «конструктивной интерференцией». Если же одна волна поднимается в то время, когда другая опускается, то они аннулируют друг друга, что называется «деструктивной интерференцией». При конструктивной интерференции, когда волны синхронны, свет усиливается; деструктивная интерференция уничтожает свет и приводит к полной темноте.

В эксперименте свет проходил через две прорези, образуя чередующиеся черные и белые полоски на последнем экране. Если бы свет был просто потоком частиц, тогда две самые яркие полоски были бы расположены сразу за двумя прорезями на втором экране. Однако самым ярким оказался участок посередине между двумя прорезями, созданный волнами, которые в наибольшей степени взаимодействовали друг с другом. Таким образом, Юнг первым понял, что свет, пробивающийся сквозь две прорези, распространяется в виде перекрывающих друг друга волн.

В современной версии этого эксперимента через двойную прорезь проходят отдельные фотоны. Они также отображают полоски на экране, показывая, что даже отдельные единицы света перемещаются в виде размытой волны, обладающей значительной сферой влияния.

Физики XX века проводили эксперимент Юнга с другими отдельными квантовыми частицами, тем самым доказав, что квантовая физика имеет свойства «зазеркалья»: частицы ведут себя как волны и проходят через обе прорези сразу. Направьте поток электронов через три экрана – и вы получите интерференцию: чередующиеся светлые и темные полосы, что уже наблюдалось в случае частиц света.

Поскольку для создания интерференции такого вида необходимы как минимум две волны, на основании данного эксперимента можно сделать вывод, что фотон каким-то образом умудряется проходить через две прорези одновременно и интерферировать с самим собой.

В эксперименте с двойной прорезью содержится основная загадка квантовой физики – идея того, что субатомная частица не находится в каком-то определенном месте, а представляет собой целый «стадион». Этот опыт также демонстрирует принцип, согласно которому все электроны, существующие в герметическом квантовом состоянии, абсолютно непознаваемы. Вы ничего не можете узнать о квантовой сущности, пока не остановите ее – только после этого она примет определенное состояние.

В варианте эксперимента, проведенного Цайлингером, интерферометр, использующий вместо субатомных частиц молекулы, имел набор прорезей на первом экране и решетку из идентичных параллельных разрезов на втором, предназначавшихся для задержания или отклонения проходящих через них молекул. Третья решетка, развернутая перпендикулярно потоку молекул, играла роль сканирующей «маски», способной вычислять размер волн любой проходящей молекулы с помощью высокочувствительного лазерного детектора. Это делалось для того, чтобы определить позиции молекул и схемы их интерференции.

Для первого эксперимента Цайлингер и его команда тщательно выбрали молекулы фуллерена, состоящие из 60 атомов углерода. Размером в один нанометр каждая, они являются гигантами молекулярного мира. Фуллерен был выбран не только за свой размер, но и за четкую структуру, напоминающую симметричный футбольный мяч.

Это была тонкая операция. Группе Цайлингера необходимо было работать с четко установленной температурой. Даже самый незначительный перегрев молекулы вызвал бы ее распад. Цайлингер нагревал молекулы фуллерена, так называемые бакиболлы, до 900 градусов Кельвина, чтобы они могли создать интенсивный молекулярный поток. Далее он «проводил» их через первый экран, затем они проходили через второй экран, а на третьем образовывали рисунок. Результаты были однозначными: каждая молекула продемонстрировала способность к интерференции с самой собой. Некоторые наиболее крупные единицы физической материи не «локализовались» в окончательном состоянии. Как и субатомные частицы, эти гигантские молекулы не застыли во что-то определенное.

Венская команда провела исследования с некоторыми другими молекулами, которые были в два раза крупнее и имели неправильную форму, чтобы проверить, будут ли геометрически асимметричные молекулы демонстрировать такие же «волшебные» свойства. Они остановили свой выбор на гигантских молекулах фторированного углерода в форме футбольного мяча, состоящих из 70 атомов углерода и напоминающих по форме оладьи молекулах тетрафенилпорфирина. Состоящие из более чем 100 атомов, эти молекулы являются одними из самых больших на планете. И снова каждая из них интерферировала сама с собой.

Группа Цайлингера неоднократно демонстрировала, что молекулы могут находиться в двух местах одновременно, оставаясь в состоянии суперпозиции даже в таком большом масштабе [52] . Ученые доказали невообразимое: самые большие компоненты физической материи и живых существ существуют в неопределенном состоянии [53] .

Сай Гош не слишком задумывалась о выводах из своего открытия. Она была вполне довольна тем, что по материалам ее эксперимента получилась хорошая статья. Это могло помочь ей сделать карьеру доцента, ассистента профессора, занимающегося исследованиями в области миниатюризации, направления, в котором, как она полагала, двигалась квантовая физика. Время от времени она позволяла себе порассуждать о том, что ее кристалл мог доказывать что-то важное для понимания природы вселенной. Но она была всего лишь студенткой, недавно окончившей аспирантуру. Что она в конце концов могла знать о том, как устроен мир?

52

Arndt M. et al. Wave-particle duality of C60 molecules // Nature. 1999. № 401. P. 680–682.

53

Zeilinger A. Probing the limits of the quantum world // Physics world. 2005. March. (Интернет-издание:web. Org/ articles/world/18/3/5/1).

Но для меня исследование Гош и эксперимент с двойной прорезью Цайлингера являются определяющими моментами в современной физике. Эксперименты Гош показывают, что между фундаментальными элементами материи существует невидимая взаимосвязь. И эта связь часто является настолько сильной, что может преодолевать такие «классические» формы воздействия, как нагревание или толкание. Работа Цайлингера продемонстрировала нечто еще более поразительное. Крупная материя не является твердой и стабильной и вовсе не обязательно ведет себя согласно законам Ньютона. Для того чтобы прийти в завершенное состояние бытия, молекулам необходимо дополнительное воздействие.

Это были первые свидетельства того, что специфические особенности квантовой физики наблюдаются не только на субатомном уровне, но и в мире видимой материи. Молекулы также существуют в состоянии чистого потенциала, а не одной окончательной данности. При определенных обстоятельствах они преступают ньютоновские законы и демонстрируют нелокальные квантовые эффекты. Тот факт, что нечто настолько большое, как молекула, способно устанавливать сцепленность, указывает на существование не двух «сводов законов» – физики большого мира и физики мира малого, а единого свода законов для всего живого.

Два описанных эксперимента содержат также ключ к науке намерения – как мысли могут воздействовать на твердую материю. Они говорят о том, что эффект наблюдателя имеет место не только в мире квантовых частиц, но и в повседневной жизни. Ничто не существует в изоляции, а пребывает, подобно квантовой частице, во взаимосвязи со всем. Сотворчество и взаимное влияние могут быть основными, глубинными свойствами жизни. Наше наблюдение за каждым элементом мира может определять его окончательное состояние, из чего следует, что мы, по-видимому, влияем на все, что находится вокруг нас. Когда мы входим в комнату, полную людей, когда общаемся с супругами и детьми, когда смотрим на небо, мы можем создавать и влиять в каждый момент времени. Мы пока не можем продемонстрировать этого при нормальных температурах – современное оборудование еще недостаточно совершенно. Но мы уже обладаем предварительными доказательствами того, что физический мир – сама материя – податлив и доступен внешнему влиянию.