ними не наблюдают. Как только экспериментатор применяет к ним какую-то форму измерений (исследователя), частица принуждена пройти через ту или иную щель. Другими словами, когда «большой» мир наблюдает за частицами, они принуждены перейти от своего квантового поведения к макрокосмическому «классическому» поведению. Атомы вынуждены действовать «нормально», поскольку в своей совокупности им следует стать деревьями, стульями или книгами. Такое исследование называют
разрушением волновой функции, потому что при появлении наблюдателя волна разрушается и превращается в частицу. А до того, как за ней наблюдали, она была одновременно волной и частицей. Ученые называют это
суперпозицией.
Многие ученые просто не могли принять доводы Копенгагенской Теории. Согласно ей, без наблюдения частицы будут оставаться в волне вероятности, не имея возможности выбрать то или иное положение. Наблюдатель разрушает волновую функцию, тем самым физически проявляя материю. Без наблюдателя ничего нет. Критики спрашивали, что же составляет этого самого «наблюдателя». Зрители должны быть сознательными, или же достаточно просто некоего бездумного измерителя? Некоторые ученые заключили (и хорошо обосновали свою позицию), что для того, чтобы наблюдать, нужно воспринимать, а для этого совершенно необходима осознанность. А что происходит с объектами, которые не наблюдаются? Что творится с камнями на Луне? Религиозные люди считают Копенгагенское Открытие доказательством истинности своего учения. Наблюдает за всеми вещами Бог, тем самым вдыхая жизнь во все сущее. Однако многие ученые сочли подобные доводы неприемлемыми. Австрийский физик Шрёдингер решил показать, что эта идея о влиянии наблюдения на частицы нелепа, и для этого провел свой знаменитый эксперимент кот в ящике.
Гипотетический кот среди голубей
Шрёдингер попросил нас представить себе, что мы поместили кота в ящик без отверстий и запечатали его. В этом ящике лежит бутылка отравляющего газа. Над бутылкой завис молоточек, удерживаемый задвижкой. А задвижка в свою очередь связана с детектором. Этот детектор способен найти даже одну частицу радиоактивной пыли, свидетельствующей о распаде одного атома. Считается, что это событие произойдет с 50 % вероятностью. Если атом распадется, детектор пошлет сигнал на задвижку, и та отпустит молоточек. Этот современный эквивалент «дамоклова меча» упадет на бутылку, разобьет ее и высвободит отравляющий газ. Разумеется, бедный кот мгновенно погибнет. Соответственно, если атом не распадется, тогда молоточек не упадет, и кот останется жив. Мы можем определить состояние кота, только открыв ящик и заглянув в него. Согласно Копенгагенской Теории, волновая функция нуждается в наблюдателе, который должен поспособствовать ее разрушению, которое в свою очередь вызывает разрушение или сохранение нашего атома. Таким образом, кот находится в подвешенной ситуации (между жизнью и смертью) до тех пор, пока его не увидят.
Шредингер ясно чувствовал, что его мысленный эксперимент выявил серьезный недостаток Копенгагенского Толкования. Дело в том, что именно Копенгагенская Теория, как бы нелогично это ни казалось, наиболее точно объясняет результаты всех экспериментов, которые провели после того, как в мире появился гипотетический кот Шредингера. Один из поклонников Копенгагенского Толкования Ян фон Нойманн предположил, что это гибридное состояние переносится не на кота, а на измерительный прибор, который определит или не определит распад. Только тогда оно переносится на кота, который в свою очередь, когда мы открываем ящик, переносит гибридное состояние на наблюдателя. Это явление, получившее название «цепь фон Нойманна», просто продолжает передачу от наблюдателя к наблюдаемому. Что же разрывает эту цепь? «Все очень просто, — говорит физик Вигнер. — Цепочку разрывает сознание человека».
Все это звучит очень заманчиво, но Шредингер рассуждал о гипотетическом эксперименте, который в действительности никогда не проводил. А все дело в том, что ученые очень долго утверждали, что существует некое невидимое препятствие между тем, что происходит на уровне квантовой механики и «подлинным» миром дождевых капель, роз и котят. У «микрокосмического» и «макрокосмического» миров разные законы. Журнал «Nature» в 2000 году писал о том, что группа исследователей в Государственном Университете Нью-Йорка (SUNY) воспроизвела то, что казалось неосуществимым: эксперимент в духе эксперимента с котом Шредингера, на макрокосмической стороне барьера. Ученые использовали сверхпроводящие квантовые аппараты интерференции. Эти устройства выполнены в виде кольца, в которых постоянные потоки, созданные из миллионов пар электронов, могут циркулировать либо по часовой стрелке, либо против нее, не разрушаясь. Сначала исследователи пустили поток электронов по часовой стрелке. Затем они стали излучать на аппарат микроволны, которые своей энергией ускорили движение электронов по часовой стрелке. Теперь эта система могла переходить от движения по часовой стрелке к движению против часовой стрелки, и обратно. Главный вопрос заключается в том, помнит система или забывает о своем квантовом состоянии во время движения. Для того чтобы получить ответ на этот вопросы, ученые измерили вероятность движения нынешнего потока электронов против часовой стрелки, когда меняется форма двойного потенциала. Результаты оказались именно такими, какие ожидали: система пребывает в макроскопической суперпозиции состояний.
Выводы этого эксперимента поражают. Шредингер был одновременно прав и не прав. Он был прав, когда утверждал, что кот будет находиться в двух состояниях (теперь физики называют данное явление суперпозицией), но ошибался, заявляя о том, что логическая невозможность такого состояния отменяет Копенгагенское Толкование. К каким бы выводам ни пришли ученые относительно «суперпозиции», ее подлинное существование уже не вызывает сомнений.
Но к каким бы умозаключениям мы ни приходили, в этом явлении все-таки происходит что-то странное, оказывая на нас огромное воздействие и влияя на наши отношения с вселенной. Эти результаты подразумевают, что человеческое сознание в действительности представляет собой «творца» реальности. Именно ум порождает материю, а не наоборот. Вы создаете окружающую вас действительность. Если вы не наблюдаете реальность, значит ее попросту нет. Неожиданно вопрос о том, остается ли включенным свет в холодильнике, когда вы закрываете дверь, получает совершенно новое значение.
Исследователи в Государственном Университете Нью-Йорка во время своего эксперимента умозрительно поместили кота среди голубей. Еще прежде ошеломительных результатов этого эксперимента большинство ученых считали положения суперпозиции неприемлемыми. С того самого момента, как Коперник предположил, что Земля вращается вокруг Солнца, человек был вынужден отойти от центра всех вещей. Последние 100 лет астрономические открытия все убедительнее показывают, что человек незначителен во вселенной, которая каждый год представляется нам все более огромной. Снова придать человеку главную роль в мироздании, по меньшей мере, значило прослыть ретроградом. Следовало предпринять что-то еще для того, чтобы остановить бесконечный регрессивный процесс, вызванный цепочкой фон Нойманна.
Свыше 25 лет продолжались дискуссии. Эйнштейн, чья Теория Относительности стала настоящей сенсацией, просто не мог принять Копенгагенское Толкование. Его знаменитый тезис «Бог не играет в кости» стал его ответом на идею о том, что вся физическая вселенная создана волнами вероятности. Многие другие ученые (например,
