– Лучшей иллюстрацией принципа Гейзенберга является кошка Шрёдингера, – объявила Анна. – Поместите кошку в закрытый ящик с устройством, которое может в любой момент отравить животное. Кошка либо жива, либо мертва. Все подчинено случайности. В этой ситуации Гейзенберг говорит нам, что при закрытом ящике кошка потенциально и жива, и мертва. Только открыв ящик, можно с точностью узнать о состоянии зверька – он либо жив, либо мертв.
– Похоже на философскую задачку, – заметила Лиза.
– Возможно, в том случае, если говорить о кошке. Однако на субатомном уровне постулат доказан.
– Доказан? Каким образом?
До сего момента Пейнтер позволял Лизе направлять беседу. Девушка догадалась, что он отлично владеет теорией, но хочет, чтобы и она получила необходимые сведения.
– Простейшим способом двойных смотровых щелей, – объяснила Анна. – И тут мы приходим к третьему пункту.
Она взяла два листка бумаги, проделала в одном из них две прорези и положила поверх другого.
– То, что я собираюсь вам рассказать, может показаться странным и противоречащим здравому смыслу… Предположим, этот лист бумаги – бетонная стена, а прорези – два окна. Если вы возьмете ружье и станете стрелять по обоим окнам, то на задней стене получите определенную картину распределения пуль, вот такую.
Анна взяла второй листок и изобразила на нем рисунок из точек.
– Назовем ее картиной дифракции А. Так пули, или корпускулы, проникают через прорези.
– Допустим, – кивнула Лиза.
– Далее. Вместо пуль возьмем большой прожектор и направим его на стену так, чтобы свет проникал через прорези. Поскольку свет распространяется как волна, мы получим на второй стене иную картину.
Она начертила новую картинку.
– Такая картина получается оттого, что, проходя через правое и левое окна, световые волны интерферируют, накладываясь друг на друга. Назовем это изображение интерференционной картиной Б, вызванной световыми волнами.
– Понятно.
На самом деле Лиза даже не догадывалась, к чему клонит Анна.
– А теперь, – сказала Анна, подняв две картинки, – возьмем электронную пушку и выстрелим единым потоком электронов по двойным прорезям. Какую картину мы получим?
– Поскольку вы стреляете электронами как пулями, мне кажется, что получится картина дифракции А, – сказала Лиза, ткнув в первый листок.
– А на самом деле в лабораторных условиях мы получаем вторую – интерференционную картину Б.
Лиза призадумалась.
– Значит, электронами можно стрелять из пушки не как пулями, а как светом прожектора, который распространяется в виде волн и образует картину Б?
– Верно.
– Значит, электроны двигаются как волны.
– Да. Но только если никто не является свидетелем прохождения электронов через прорези.
– Не понимаю.
– В другом эксперименте ученые поместили в одну из прорезей маленький датчик. Он издавал писк, когда улавливал прохождение электрона через прорезь. Какую картину получили с применением этого устройства?
– Картина не изменилась.
– Для обычного мира ваши слова были бы верны. Однако в мире субатомном все иначе. Как только устройство было включено, возникла дифракционная картина А.
– То есть простой факт измерения изменил картину происходящего?
– В точности так, как предрекал Гейзенберг. Результат может показаться невероятным, и тем не менее. Проверено бесчисленное количество раз. Электрон существует одновременно как частица и как волна до тех пор, пока что-либо не измеряет его. Сам факт измерения электрона заставляет его переходить из одной ипостаси в другую.
Лиза тщетно пыталась представить себе мир элементарных частиц, где все существует в постоянном корпускулярно-волновом состоянии.
– Если элементарные частицы образуют атомы, – сказала она, – а атомы образуют привычный нам мир, который мы познаем… Где же тогда грань между призрачным миром квантовой механики и нашим, вещественным миром?
– Повторяю: единственный способ повлиять на потенциал – измерить его. Измерительным инструментом может служить элементарная частица, столкнувшаяся с другой частицей, например фотон света. Окружающая среда постоянно и непрерывно измеряет субатомный мир, изменяя его потенциал. В качестве примера посмотрите на свои руки. На квантовом уровне элементарные частицы образуют атомы, существующие по квантовым законам, однако в мире миллиардов атомов они образуют ваши ногти. Атомы сталкиваются, взаимодействуют, то есть измеряют друг друга, направляя потенциал к фиксированной реальности.
– Ну, допустим…
Наверное, Анна уловила пессимизм в голосе Лизы.
– Знаю, все это звучит весьма странно, но я всего лишь поверхностно коснулась причудливого мира квантовой теории. Я оставила в стороне такие концепции, как квантовая нелокальность и множественность вселенных.
Пейнтер кивнул.
– И без того картина довольно непривычная.
– Все, что вам нужно понять, содержится в трех положениях. – Анна начала загибать пальцы. – Элементарные частицы существуют в состоянии квантового потенциала. Для того чтобы изменить потенциал, необходим инструмент измерения. Такие измерения постоянно осуществляет окружающая среда, формирующая видимую реальность.
Лиза подняла руку, как ученица.
