Постулирование дуальной природы элементарной частицы. Принцип комплементарности Н. Бора.
По всей видимости, предвестником возникновения новой неклассической, квантовой, парадигмы в физике стала теория электромагнитного поля, появившаяся благодаря творческим усилиям ее авторов – М. Фарадея и Дж. Максвелла. Именно эта теория внесла новую тенденцию в изучение материи. Классический ньютонов мир зашатался уже тогда. С точки зрения этой новой концепции, поле является самостоятельной физической реальностью, не сводимой к совокупности предметов, ее составляющих. Поэтому признанная в то время классическая материальная концепция мира утратила свой статус единственной и уникальной. Представления о непрерывности материи и положения о ее дискретной природе столкнулись в необъяснимом противоречии. Вещество и поле начали конкурировать в головах физиков. Так закончился XIX век.
Собственно эра квантовой механики началась с известного уже не только всем физикам, но все большему числу обывателей, эксперимента, который со всей очевидностью продемонстрировал миру дуальную природу элементарной частицы. Оказалось, что законы микромира значительно отличаются от законов макромира. Так, например, одна и та же частица – электрон – в зависимости от факта присутствия или отсутствия наблюдателя приобретает те или иные свойства. В случае, когда наблюдатель присутствовал, электрон демонстрировал свойства частицы, обладающей конкретным местоположением. Отсутствие же наблюдателя радикально изменяло ход эксперимента – электрон демонстрировал свойства волны, т.е. вел себя так, как вела бы себя волна, любая волна – электромагнитная, морская, звуковая и пр. При этом во втором случае оказывалось совершенно невозможным вычислить местоположение электрона, его попросту не существовало в качестве частицы предметного мира. Удивительно, не правда ли? Получается, что именно присутствие наблюдателя в некотором смысле создавало реальный мир, состоящий из предметов. Тот мир, который мы привыкли называть объективной реальностью. Так существует ли объективная реальность или она создана наблюдателем? Эксперимент недвусмысленно показал, что, по крайней мере, квантовый мир устроен на совершенно иных принципах и основаниях, нежели мир классический.
До сих пор этот эксперимент-родоначальник квантовой механики подлежит множественным интерпретациям, наиболее популярными среди которых являются копенгагенская (Нильс Бор и Вернер Гейзенберг) и многомировая (Хью Эверетт ). Согласно первой из них мы живем в «возможностной» вселенной — такой, что в ней с каждым будущим событием связана определённая степень возможности»]. С 1927 года и до сих пор в физике основополагающим значением пользуется принцип неопределенности В. Гейзенберга и принцип дополнительности Н. Бора, согласно которому мы, например, не можем одновременно измерить одно свойство частицы, например, скорость, не утратив при этом возможность измерить ее координату.
Согласно многомировой, наиболее радикальной, интерпретации, вселенная, в которой мы живем, всего лишь одна из многих существующих. Иначе говоря, Хью Эверетт предположил существование некоего состояния квантовой суперпозиции как нелокального источника формирования бесконечного количества состояний параллельно существующих вселенных (миров), которые никак не взаимодействуют между собой.
Итак, какой же урок нам важно вынести отсюда? Полагаю, тезис об «одновременном» существовании альтернативных возможностей. Что это значит? В классической физике состояние системы может быть только одним. Иначе, говоря, кошка может быть либо жива, либо мертва. С точки же зрения квантовой механики, эти оба состояния (или бесконечное их число) в суперпозиции являются не альтернативами, но суммируются. Таким образом, суперпозиция описывается следующей формулой: суперпозиция = кошка жива + кошка мертва. Это значит, что состояния системы больше могут не рассматриваться как взаимоисключающие альтернативы, а как сосуществующие реальности. Снова удивительно! Как же такое положение вещей описать с чисто технической точки зрения. Попробуем продвинуться немного далее. Для это нам понадобится новое понятие.
Запутанные (сцепленные) состояния (entangled states)
Революционным в физике оказался тезис о возможности совмещения альтернатив, проявившийся в постулировании существования так называемых запутанных (сцепленных) состояний (entangled states). Квантовая сцепленность – это неразрывное состояние, некое единство, которое невозможно разорвать, разделить на части, оно несепарабельно. И в нем присутствуют все возможные альтернативы состояний реальности или вселенной, и оно находится за пределами пространства и времени, условно говоря – в некоем квантовом пробеле. По мнению А. Нефедова, «в состоянии суперпозиции сцепленность максимальная. В этом состоянии каждое изменение в одной частице или системе мгновенно приводит к изменению во всех остальных частицах Вселенной и всех вероятных вселенных».
Обратный декогеренции процесс возвращения в сцепленное состояние суперпозиции называется рекогеренцией. Это понятие и соответствующий ему механизм мне представляется особенно перспективным в смысле использования его для развития психотерапии. Почему? – спросит читатель. По той причине, что именно рекогеренция оказывается источником получения доступа к неограниченным возможностям личностных изменений. Ригидная структура жизненного опыта и реальности человека в момент возвращения в состояние сцепленности схлопывается, и появляются возможности для нового выбора. Теоретически – для выбора любой новой реальности, включая новую вселенную, практически – для радикального изменения условий жизни и способов организации контакта с окружающими. Ограничения между теоретически и практически возможными изменениями определены постоянным присутствием в нашей жизни огромного количества наблюдателей, которые фиксируют нас внутри «уже существующей Вселенной».
В заключение этого небольшого раздела дайджеста квантовой механики подытожу – мир создан наблюдателем и не может существовать независимо от него.