Зенона, названный в его честь
квантовый парадокс Зенона – работает! Подтвержденный экспериментально, он выглядит следующим образом: если начать наблюдать за квантовыми частицами, находящимися в процессе радиоактивного распада, то их распад… приостановится. В идеале, если сделать наблюдение непрерывным, такой распад станет… просто невозможным.
Почему замедляется распад во время наблюдения за квантовыми частицами?
Базовая причина этой странности является такой же, как и в других экспериментах, раскрывающих странности микромира, – повторяющееся (в идеале – непрерывное) измерение квантовой системы препятствует ее переходу в другое состояние (подробнее – см.12).
Продолжая ряд примеров с парадоксами микромира, можно также назвать парадокс нелинейного светоделителя13 и некоторые другие странности, список которых можно было бы продолжить, если бы все они в той или иной степени всякий раз не возвращали бы нас к главным парадоксам микромира: корпускулярно-волновому дуализму, запутанности, нелокальности, отложенному выбору, а также таинственному «нежеланию» элементарных частиц предъявить миру информацию о своей траектории и состоянии, т. е. к тем парадоксам, которые мы уже перечислили выше.
На этом я предлагаю завершить краткий курс изучения странностей микромира (или странностей первого рода), подведя под ним черту.
Глава 2. Странности самой теории квантовой физики, или Странности «второго» рода
Напомню – странностями «второго» рода мы назвали «странности» самой квантовой теории, которая, объясняя парадоксы микромира, выявленные в ходе экспериментов, сделала это не менее парадоксальным образом. Для того чтобы нам еще лучше стала ясна разница между реальностью и математикой, я даже предлагаю назвать их странностями математического аппарата КМ.
Итак, чем квантовая физика, описывающая поведение микротел, отличается от «нормальной», классической физики, описывающей поведение макротел, которую все мы учили в школе?
Если классическая физика говорит, что ядро, выпущенное из пушки, направленной на север, всегда летит на север (при этом оно будет лететь туда всегда – и на бумаге, и в результате любого поставленного эксперимента), то квантовая физика, которая вместо ядра оперирует с элементарной частицей, говорит о том, что эта частица теоретически, с определенной вероятностью, может полететь в разные стороны и, соответственно, оказаться в самых разнообразных точках пространства – как на севере, так и на западе и востоке, а может быть, даже и на юге.
Или с такой же определенной вероятностью получить какие-то определенные свойства.
Сотни лет теоретическая физика говорила нам о том, что мы, если захотим, можем вычислить траекторию любого тела точно – при условии, что мы точно знаем его начальное положение и действующие на него силы.
В КМ оказывается, что это не так. В ней поведение каждой ЭЧ описывается так называемой волной вероятности (ВВ) – величиной, определяющей плотность вероятности обнаружения этой ЭЧ в заданной точке пространства и ее свойства.
Это немного необычно, но не так уж чтобы очень, скажете вы. Ведь и в классической физике множество процессов используют вероятность как рабочий инструмент! Все мы учили в школе про броуновское движение и случайные процессы, а кое-кто даже помнит про то, что такое дисперсия и математическое ожидание.
Отличие КМ от обычной физики заключается в том, что в первой нет даже
