Квантовая механика – основа современной науки. И еще не было человека, который, познав ее, не испытал шок. Математически красивая, а на деле непредсказуемая теория по-настоящему расширяет сознание, разбивая в пух и прах наши бытовые представления о мире.Книга блестящего популяризатора физики Джима Аль-Халили простым и понятным языком расскажет о прошлом, настоящем и будущем квантовой механики. Читателей ждет увлекательное путешествие от философии, физики субатомных частиц и теорий больших размерностей к сегодняшнему технологичному миру лазеров и микрочипов и завтрашнему удивительному миру квантовой магии.
Jim Al-Khalili
Quantum. A Guide for the Perplexed
Эта книга посвящается моему отцу, которому я обязан в том числе и тем, что он первым рассказал мне о странной теории под названием «квантовая механика».
Будучи подростком, я зачитывался журналом «Необъясненное», который был полон свидетельств об НЛО, историй о Бермудском треугольнике и множестве других паранормальных явлений. Помню, как я с замиранием сердца открывал каждый новый номер, чтобы удостовериться, что мир полон странных и необъяснимых событий, которые никто не понимает. Больше всего мне нравились потрясающие фотографии, которые как будто были сделаны трясущимися руками на дешевую камеру в густом тумане темной ночью. Они якобы были свидетельствами того, что летающие тарелки, призраки и лох-несские чудовища действительно существуют. Особенно мне запомнился жуткий снимок отделенной от тела обугленной старушечьей ноги в мягком тапке, которая лежала рядом с кучей пепла в гостиной: только это и осталось от несчастной дамочки после случая «спонтанного человеческого самовозгорания».
Понятия не имею, выходит ли этот журнал до сих пор – лично я точно давным-давно его не видел, – но людей и сейчас очаровывают всевозможные паранормальные явления, которые до сих пор не классифицированы и не разложены по полочкам традиционной наукой. Такое впечатление, что многим нравится осознавать, что и по сей день в нашем мире существуют уголки, куда наука еще не проникла, где все еще живы магия и тайна, как будто присущие другому миру.
И это грустно. Мне кажется печальным, что все победы науки по объяснению и рационализации множества явлений нашей Вселенной порой считаются слишком обыденными, лишенными чуда. Это печалило и физика Ричарда Фейнмана, который в 1965 году стал лауреатом Нобелевской премии за свой вклад в наше понимание природы света. Он написал:
«Поэты утверждают, что наука лишает звезды красоты, говоря, что это просто скопления атомов газа. Но в этом нет ничего "простого". Я тоже вижу звезды ночью в пустыне, я тоже чувствую их. Но вижу ли я меньше или больше?.. Каков узор, какова суть, почему все это? То, что я знаю об этом немного больше, ничуть не умаляет всей загадочности. Ибо гораздо более удивительно то, что об этом думали и все художники прошлого. Так почему поэты настоящего об этом не говорят?»
В наши дни, когда наука популяризируется в книгах, журналах, документальных фильмах и в Интернете, отношение к ней, как я полагаю, меняется. И все же остается одна область науки, которую невозможно полностью рационализировать, используя разговорный язык, или объяснить на пальцах. Я говорю не о спекулятивных, полусырых идеях, основанных на всяких псевдонаучных аргументах вроде экстрасенсорного восприятия или, еще того хуже, астрологии. Напротив, эта область знаний считается передовой сферой науки. На самом деле она столь вездесуща, столь фундаментальна для нашего понимания природы, что объединяет в себе значительную часть всех физических дисциплин. Она описывается теорией, открытие которой, вне всякого сомнения, стало самым важным научным прорывом двадцатого столетия. По удивительному совпадению, именно ей и посвящена настоящая книга.
Квантовая механика примечательна по двум, на первый взгляд, противоречивым причинам. С одной стороны, она столь фундаментальна для нашего понимания принципов работы этого мира, что лежит в сердце большинства технологических сдвигов последней половины XX века. С другой стороны, кажется, никто ее не понимает!
Когда речь заходит о мире кванта, мы ступаем на удивительную территорию. На территорию, где мы как будто вольны выбрать любое из множества объяснений наблюдаемых явлений, каждое из которых так поразительно, что в сравнении с ним логичными кажутся даже истории о похищении пришельцами.
