«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»

Прочитано: 73%

         А по вероятности. Есть так называемая волновая функция - она описывает "размазанную в пространстве вероятность" того, что в данной точке может оказаться электрон, вздумай мы его здесь поискать... Это ключевое выражение - "вздумай мы его поискать"! Если бы мы поискать электрон не вздумали, он был бы... где? Вот в ответе на этот вопрос и разошлись Бор с Эйнштейном. Эйнштейн считал, что электрон где-то, в каком-то определенном месте да был бы. Просто мы пока не можем точно рассчитать это место. Поэтому и предсказываем вероятностно. Бор полагал по-другому. Он считал, что, пока мы не интересуемся, где находится электрон, он в определенном месте и не находится. Он действительно размазан в пространстве! И размазанность эта намного превышает диаметр самого электрона. Это как если бы пуля, вылетев из ствола, превращалась в летящее облачко тумана. Электрон как бы летит по всем траекториям сразу. Но! Но если мы проведем замер, то обнаружим частицу на вполне определенной траектории, в конкретной точке. То есть если под "туманную пулю" мы подставим мишень, то в момент удара по мишени пуля тут же локализуется, превращается в обычную твердую пулю, которая делает в мишени маленькую дырку.
         Первая мысль от подобного поведения элементарных частиц именно эйнштейновская - на самом деле электрон летит по вполне конкретной траектории, как пуля, просто мы ее не знаем, а можем лишь примерно, вероятностно определить - таков наш пока несовершенный математический аппарат. Второе впечатление от дурного поведения элементарных частиц - головокружительное, и более всего кружится голова от дикости происходящего, когда знакомишься со знаменитым двущелевым экспериментом.
         Сейчас я его вкратце опишу. Волны, как вам известно, умеют складываться - и морские, и звуковые, и электромагнитные. Если встречаются две волны в противофазе, они гасят друг друга. А если в одной фазе - усиливают: растет амплитуда волны. Представьте себе набегающую на берег широким фронтом волну. Мы ставим на ее пути плотину с двумя щелями, расположенными неподалеку друг от друга. Через плотину волна не проходит, а через щели - проходит, разбегаясь от щелей двумя конусами в сторону берега. Волновые конусы возле берега встречаются, перекрываясь. И в тех местах, где амплитуды волн получаются синфазными, они складываются, и о берег бьют удвоенные волны. А там, где волны гасят друг друга, берег спокоен.
         Такой же эксперимент, проведенный со световой волной, дает на экране (который здесь заменяет берег) так называемую интерференционную картину, то есть картинку сложения волн. Где световые волны складываются - там на экране яркие полосы света, а там, где вычитаются - темные полосы тени. Световая зебра.
         Такой же эксперимент проводили не только с волнами, но и с частицами - электронами. Если бы электроны были большими, как, например, шарики от подшипников, никакой интерференции не получилось бы: шарики не волны, там нечему складываться - барабанили бы просто в мишень, образуя два пятна попаданий - от каждой щели по одному.
         Но в микромире, как вам опять-таки известно, все частицы обладают свойствами волн. И наоборот - волны обладают свойствами частиц. И если двухщелевой эксперимент проводить с электронами, на экране образуется интерференционная картина - электроны ведут себя как волны. Получается зебра.
         Когда я учился в школе, я думал, что интерференция электронов получается оттого, что электронов много - одни пролетают через левую щель, другие через правую, а за щелью как-то там складываются, взаимодействуют, и на экране получается интерференционная картина. Так многие думают. Но это не так. В эксперименте ученые запускали в установку по одному электрону. И наблюдали интерференционную картину! Что это значит? Это значит, что один электрон пролетал одновременно через две щели! И за экраном интерферировал - складывался сам с собой.
         Неожиданный вывод, согласитесь. Сознание, которое привыкло относиться к электрону, как к малюсенькому шарику, противится такому поведению шарика. Один шарик не может пролететь сразу через две щели, как одна пуля не может лететь по двум траекториям сразу. Пуля не может, а электрон летит!
         Слушайте, а если возле щели поставить какой-нибудь детектор, который определял бы, через какую щель "на самом деле" проскочил этот проныра? Отличная идея! Ставим детектор. Можно поставить два детектора - у каждой щели по одному, можно один - без разницы, ведь если детектор у нас стоит только у одной щели и он не фиксирует пролет электрона, значит, электрон пролетел через другую щель.
         Ставим! Фиксируем! Да, электрон пролетает только через одну щель! Либо через правую, либо через левую! Ура! Но вот какой ужас - при этом интерференционная картинка пропадает! То есть как только мы начинаем знать, где пролетел электрон, как только он начинает вести себя в соответствии с нашими ожиданиями (как маленький шарик), так сразу волновая картина на экране пропадает!

«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»