Это всё квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего

Поэтому советская власть сделала то единственное, что могла сделать для гарантированного прогресса науки: объявила «неправильные» мнения нелегальными. Начиная с 1947 года подход Бора к квантовой механике был в Советском Союзе вне закона.

Именно так: в качестве реакции на свое (возможно, даже верное) ощущение предвзятости западной науки советская власть решила не минимизировать собственную предвзятость, а, наоборот, максимизировать ее в противоположном направлении. Произносились речи, обличающие все зло, которое таит в себе интерпретация Бора, и ученых наказывали за то, что они с ней соглашались, – и даже за то, что считали отдельные ее аспекты перспективными. Там, где Запад создавал неофициальные препятствия для спорных теорий, Советы отвечали официальным запретом на государственном уровне.

Вот в каких декорациях Дэвид Бом примкнул к международному сообществу западных ученых-коммунистов, искавших способ придать квантовой механике более марксистскую форму. Поэтому не случайно теория Бома рисовала именно такую картину – квантовый мир, который существует объективно и с сорванными покровами случайности в полном соответствии с изящной марксистской эстетикой (да, опять это слово).

Однако даже марксистско-ленинская теория Бома не нашла всеобщего одобрения среди советских ученых и официальных лиц, многие из которых утверждали, что по целому ряду нюансов его картина все-таки не вполне соответствует ленинизму. Они указывали на пассажи из сочинений Ленина, противоречащие эстетике теории Бома, и на этом основании заявляли, что вся его теория ошибочна.

С их точки зрения, это было вполне естественно: пусть Бом и симпатизирует коммунистам, он все равно пропитан культурой загнивающего капиталистического Запада, а между тем всем известно, что подлинная социалистическая наука не может прийти из страны, где за 2 доллара 40 центов вам продадут чизбургер и картошку фри с жареным луком и сырным соусом.

Что же это за странная новая теория, которая у стольких советских и западных физиков вызывала тревогу? Действительно ли она обеспечивала более «нормальную» альтернативу квантовым странностям Бора, Госвами и Эверетта? И правда ли в некоторых закусочных In-N-Out можно прикупить бургер и картошку за 2 доллара 40 центов (количество товара ограничено)?

Глава 10

Механика Бома

Если вы спросите случайного прохожего, что, по его мнению, самое странное в квантовой механике, он, скорее всего, ответит: «Отвали от меня, извращенец! Ты кто вообще такой? Дети, подождите в машине!»

Но если вам попадется человек, у которого есть настроение поболтать и который читал какую-нибудь книжку по этой теме, он, вероятно, согласится, что самое странное в квантовой механике – то, что согласно ей частицы могут находиться в нескольких местах одновременно.

Поэтому, если на дворе пятидесятые, а вы суперодаренный физик-теоретик, твердо решивший сделать квантовую механику менее странной, вам стоит подумать над разработкой теории, которая заставляет частицы существовать в каждый момент времени только в одном месте.

Но это будет непросто. Эксперименты четко показывают, что частицы могут существовать одновременно в нескольких местах. К счастью для вас, однако, большинство результатов, которые вам придется объяснить, получены в разных вариантах довольно простого опыта – эксперимента Юнга на двух щелях. Если вам удастся в рамках своей новой теории объяснить эти результаты, вы будете свободны.

Может, вам даже дадут нобелевку-другую, и вы наконец сможете позволить себе ту футболку с Че Геварой за двести пятьдесят баксов, о которой всегда мечтали.

Примерно так рассуждал Дэвид Бом, когда взял на себя задачу произвести революцию в квантовой физике, избавив ее от идеи, что частицы могут находиться в нескольких местах одновременно. В чем же заключалась теория Бома и как она объясняла эксперимент на двух щелях?

Вот что ответил бы сам Бом, если бы писал эту книгу.

бом: Поговорим об эксперименте на двух щелях. Пучок света направлен на две небольшие щели. Свет частично проходит сквозь щели и попадает на расположенный невдалеке экран. Звучит знакомо?

вы: Да, я читал первую главу. Но это было уже давно, поэтому я рад, что Жереми придумал такой изощренный способ напомнить обо всем – и мне не придется перелистывать назад.

бом: Да, славный парень этот Жереми. Так или иначе, вы, наверное, помните, что в эксперименте на двух щелях, если закрыть одну щель и оставить открытой другую, вы увидите пятно света с той стороны, где находится открытая щель, как, собственно, и ожидали:

А если открыть обе щели, появятся не два пятна (одно от левой щели, другое от правой), а какая-то странная интерференционная картина:

Объяснить это можно только одним способом: свет от одной щели как-то взаимодействует со светом от другой, и они сложным образом смешиваются, что и дает узор.

Вы, наверное, думаете: «Ладно, с этим можно смириться – вероятно, частицы света от одной щели каким-то затейливым образом сталкиваются с частицами от другой, вот и получается такая интерференционная картина».

Но тут-то и начинаются странности: интерференционная картина получается, даже если частицы света проходят сквозь щели по одной. Но если сквозь щели проходит одномоментно только одна частица света, с чем же она может взаимодействовать? Неужели сама с собой?

Вот это всех и пугает – мысль, что одна-единственная частица каким-то образом проходит сквозь обе щели и интерферирует сама с собой, порождая затейливый узор. Но я считаю это бредом.

вы: А какова альтернатива?

бом: Думаю, все упускают из виду, что частица – лишь часть некоего целого.

Согласно моей теории, каждая частица сопряжена с волной, которая контролирует ее движение.

Задача волны – расходиться от частицы во все стороны и смотреть, что там.

В зависимости от того, что волна видит, она управляет движением частицы, подталкивая ее в ту или иную сторону. Представьте, что волна – это разведчик, который исследует мир вокруг частицы и докладывает ей об увиденном, но одновременно и проводник, который говорит частице, как двигаться в ответ.

вы: На той стороне улицы стоит какой-то дядька в плаще и черном костюме и смотрит на нас.

бом: А знаете, что самое удивительное? Если посмотреть на уравнения квантовой механики под определенным углом и как следует прищуриться, их вполне можно интерпретировать как именно такую картину!

вы: Хорошо, как же эта ваша теория «частица плюс волна» объясняет тот диковинный узор, который мы получаем в эксперименте на двух щелях?

бом: Начнем вот с чего. Я согласен с другими физиками, которые говорят, что свет от одной щели, должно быть, взаимодействует со светом от другой и от этого возникает узор. И я согласен: это может происходить, только если свет каким-то образом проходит через обе щели одновременно. Или, по крайней мере, какая-то часть этого света.