Астрофизика, кванты и теория относительности - Каррелли А.
Скачать (прямая ссылка):
11. Квант и Вселенная
547
Рис. 4. Квантовая механика простого «наблюдателя реальности» превращает в «участника в создании реальности». Она опровергает точку зрения, что Вселенная находится «вне».
Все мы помним игру в 20 вопросов. Один из компании играющих покидает комнату, а остальные сообща задумывают некоторое слово. Потом ушедший возвращается и начинает задавать вопросы. «Является ли это одушевленным предметом?»— «Нет.» — «Принадлежит ли он к минералам?» — «Да.» Вопросы задаются до тех пор, пока слово не отгадывается. Если вы смогли отгадать слово за 20 или менее попыток, вы победили. В противном случае — проиграли.
Я вспоминаю вечер, когда вышел из комнаты, а возвратившись, заметил улыбки у всех на лицах, что означало шутку или заговор. Я простодушно начал задавать вопросы. Ho с каждым вопросом все больше времени уходило на ответ; это было странно, поскольку сам ответ мог быть лишь просто «да» или «нет». Наконец, чувствуя, что я напал на след, я спросил: «Это слово — облако?» Ответ был «да», и все разразились смехом. Потом мне объяснили, что когда я вышел, все решили вообще не задумывать какого-либо слова. Каждый мог отвечать «да»
548
Дж. Уилер
или «нет», как ему нравилось, независимо от того, какой вопрос, я ему задавал. Однако когда он отвечал, то должен был задумать слово, соответствующее как его собственному ответу, так. и всем ответам, которые были даны ранее. He удивительно, что ответ требовал времени!
Естественно сравнить эту игру в ее двух вариантах с физикой в двух формулировках — классической и квантовой. Во-первых, я думал, что слово уже существует «вне», подобна тому, как в физике одно время считали, что положение и импульс электрона существуют «вне» независимо от любого спо--соба наблюдения. Во-вторых, информация о слове появлялась-шаг за шагом посредством вопросов, которые я задавал, подобно тому как информация об электроне получается шаг за шагом с помощью экспериментов, которые выбирает и проводит наблюдатель. В-третьих, если бы я решил задать другие вопросы, я получил бы другое слово, подобно тому как экспериментатор должен получить другие сведения о поведении* электрона, если он провел другие эксперименты или те же* эксперименты в другой последовательности. В-четвертых, какие бы усилия я ни прилагал, я мог лишь частично повлиять на результат. Главная часть решения находилась в руках других участников. Аналогично экспериментатор оказывает некоторое существенное воздействие на то, что случится с электроном^, посредством выбора проводимых экспериментов; но он хорошо сознает, что существует значительная непредсказуемость относительно того, что обнаружит любое из его измерений. В-пятых* имеется «правило игры», которое требует от каждого участника, чтобы его выбор «да» или «нет» был совместим с некоторым словом. Аналогично существует согласованность наблюдений, проводимых в физике. Каждый экспериментатор может сказать другому ясным языком, что он обнаружил, и тот может проверить это наблюдение. Хотя это сравнение между миром физики и игрой интересно, существует важное различие. Игра имеет ограниченное число участников и оканчивается после конечного числа шагов. В отличие от этого проведение экспериментов есть непрерывный процесс. Более того, чрезвычайно^ трудно установить четко и ясно, где начинается и где кончается' общность наблюдателя и участника. Однако нет необходимости понимать решительно все, относящееся к квантовому принципу* для того чтобы понимать что-либо в нем. Среди всех выводов* которые возникают при сравнении мира квантовых наблюдений с игрой в 20 вопросов, нет более важного, чем следующий: никакое элементарное явление нельзя считать явлением, пока оно не наблюдалось, подобно тому как в игре никакое слово* не является словом, пока это слово не будет реализовано путем выбора задаваемых вопросов и ответов на них.
//. Квант и Вселенная
549
Из всех дискуссий, которыми отмечена история человеческой мысли, трудно назвать такую, которая велась бы десятилетиями между величайшими учеными и по более важному вопросу, чем дискуссия между Нильсом Бором и Альбертом Эйнштейном относительно природы и значения квантового принципа. Первая половина дискуссии имела место в Европе и продолжалась с весны 1920 г. до драматического спора между ними на Сольвеевском конгрессе в Брюсселе 20—25 октября 1930 г. В этой первой фазе дискуссии, и особенно на конгрессе, Эйнштейн пытался показать, что квантовая механика логически противоречива. Он предложил идеализированный эксперимент для определения как потери энергии в радиационном переходе, так и длительности перехода в нарушение принципа неопределенности AjE1A/ ^ Ti. Бор бился целую ночь над этой трудностью и смог доложить решение проблемы участникам конференции на следующий день. Идеализированное измерение оказывалось в полном согласии с принципом неопределенности, если при анализе эксперимента соответствующим образом учесть принадлежащую самому Эйнштейну хорошо известную поправку At/t = ДФ/с2 к скорости хода часов в области с гравитационным потенциалом Ф.
