Идеи де Бройля брали свое начало непосредственно из эйнштейновской идеи световых квантов, а еще точнее — из его специальной теории относительности. Эта теория имела важное значение и для Гейзенберга. Смелость, с которой Эйнштейн отверг существование абсолютной одновременности, придала Гейзенбергу решимость заявить об отрицании ненаблюдаемых орбит. Более того, одной из путеводных нитей для него послужила проведенная Эйнштейном в 1916 г. работа — та самая, которая в конечном счете привела к созданию лазера. Однако влияние Бора сыграло первостепенную роль: год, проведенный Гейзенбергом в Копенгагенском институте, немало вдохновил его на смелые исследования. Идея Гейзенберга явилась непосредственным результатом принципа соответствия, с помощью которого Бору удалось расширить рамки своей теряющей силу теории. В предсмертных муках эта теория дала жизнь теории Гейзенберга, что можно отнести к величайшей из многих ее заслуг.
Идеи де Бройля и Гейзенберга отличались необычайной оригинальностью. Тем не менее исследование де Бройля настолько органично вытекало из теории относительности и концепции квантов света, что можно, пожалуй, только удивляться тому, что Эйнштейн не сделал сам этого решительного шага. И точно так же выводы Гейзенберга столь очевидным образом вытекали из принципа соответствия Бора, что не менее удивительно, почему Бор тоже не сделал этого решительного шага сам. Однако пусть наше запоздалое удивление не приведет к преуменьшению в наших глазах грандиозности этих поразительных достижений. Де Бройль и Гейзенберг, так же как и Шредингер, заслуженно получили Нобелевскую премию.
Исходя именно из этого, можно взглянуть на все и с другой стороны. Ведь концепции де Бройля — Шредингера — это дань интуиции Эйнштейна; точно так же теория Гейзенберга — дань интуиции Бора. Так оно и должно было быть, ведь Бору и Эйнштейну — этим двум столпам физики — суждено было вступить в длительную борьбу, в ходе которой каждый из них отстаивал свою интерпретацию новой теории.
Мы умышленно употребляем слово «теория» в единственном числе. Дело в том, что Шредингер — да и не только он — обнаружил математическую связь между двумя теориями и показал, что они, в сущности, эквивалентны. С точки же зрения вероятностной интерпретации Дирак и независимо от него Иордан вскоре определили, что они представляют собой лишь разные аспекты одной и той же более общей теории, известной под названием
Волны вероятности в многомерных пространствах?
Чтобы мы могли в темноте увидеть черную кошку, на нее должен упасть луч света. Иными словами, мы должны «бомбардировать» ее квантами света. Значит, фотоны будут, сталкиваясь с кошкой, наносить ей удары. Если рассматривать тела привычных нам по повседневной жизни размеров, то этими ударами, вообще говоря, можно вполне пренебречь. Однако в микроскопическом царстве атома все обстоит далеко не так. Возьмем, к примеру, электрон. Увидеть его невозможно, настолько ничтожно мала его величина. Проведем, однако, мысленный опыт: чтобы осуществить четкое наблюдение электрона, нужен свет, и поток фотонов обрушится на электрон, образно говоря, как град пуль, обильно поражающих наш объект наблюдения. Гейзенберг пришел к выводу, что из-за обусловленных наблюдениями столкновений на квантовом уровне мы не можем в одно и то же время точно знать, где находится частица и как она движется. Чем точнее мы будем измерять ее координаты, тем менее точно сможем измерить ее импульс, и наоборот. Таков — в весьма общих чертах — принцип неопределенности Гейзенберга. Возможно, он не кажется таким уж радикальным. Однако не будем торопиться и посмотрим, что из него следует.
Если в определенный момент времени мы не можем с точностью знать и координаты, и импульс частицы, то мы лишены информации, необходимой для предсказания местоположения этой частицы через какое-то время. Таким образом, будущее перестает быть детерминированным: причинность на квантовом уровне становится случайностью.
