Выходит, главное различие между просто дурачком, рисующим человечков, и специалистом по квантовой теории заключается в использовании кет-скобок на рисунке справа. Они означают всего лишь, что мы говорим об изображенном внутри них объекте в контексте квантовой механики.
Чтобы не выделяться в толпе физиков, дальше мы будем иногда ставить эти модные скобки. Просто помните, что на самом деле мы всего лишь рисуем всякую всячину.
А теперь посмотрим, как эти простенькие картинки помогут нам подергать за ниточки в ткани мироздания.
Мы уже говорили о фотонах – частицах света, из-за которых эксперимент Юнга на двух щелях дает такие необъяснимые результаты.
Они прекрасны и все такое, но, чтобы понять, почему ваши копии вполне могут бегать в бесчисленных параллельных вселенных или почему некоторые физики считают, будто из квантовой механики следует, что у нас есть бесплотные души, нам нужно познакомиться со вторым типом квантово-механических частиц – с электроном.
Электроны – крошечные субатомные частицы. Для наших целей достаточно представить себе, что электрон – это очень-очень маленький шарик.
Шарики могут вертеться по часовой стрелке и против часовой стрелки. Электроны тоже.
Нарисуем наш вращающийся электрон и возьмем его в кет-скобки:
В квантовой механике на самом деле есть только одна странность, и вы о ней уже знаете: квантово-механические частицы способны делать много всего вроде бы взаимоисключающего одновременно.
Например, эксперимент Юнга на двух щелях показал, что фотоны могут находиться в двух местах одновременно. И огромное количество крышесносных экспериментов, аналогичных юнговскому, показывают, что такие же сверхспособности есть у электронов. Они тоже могут находиться во многих местах сразу и умеют одновременно вращаться и по часовой стрелке, и против.
Чтобы представить себе, как это работает, удобно прибегнуть к цветовым аналогиям: если по часовой стрелке – это «белый», а против часовой стрелки – «черный», то я имею в виду, что электроны могут быть и «серыми».
Эта идея кажется какой-то неправдоподобной, а то и вовсе невероятной. Мы же никогда не видели, чтобы объект вращался сразу в обоих направлениях. Однако и математика, и эксперименты однозначно показывают, что именно это и происходит.
А как описать эту ситуацию при помощи кет-скобок? Покажем, что наш электрон делает и то и другое одновременно, поставив между двумя кет-скобками знак плюс:
Согласно квантовой механике, такие «серые» частицы, вращающиеся в обоих направлениях сразу, вездесущи.
«Но постойте! – скажете вы. – Если мир полон странных объектов, которые вращаются по часовой стрелке и против нее одновременно, почему я никогда в жизни ничего подобного не видел?»
Этот отличный вопрос и лежит в основе так называемой проблемы измерения в квантовой механике. Очень может быть, что это наиглавнейший вопрос в современной физике.
Ответ на него выведет нас прямиком на множественные миры и квантовое сознание.
Прежде чем открывать квантово-механический ящик Пандоры, нам нужно обсудить еще кое-что: надо уделить минутку тому, как при помощи кет-скобок рассказывать истории.
Предположим, у вас есть электрон в закрытой коробке. И пусть рядом с электроном в этой коробке находится особый датчик, который щелкнет, если электрон вертится по часовой стрелке, и не издаст звука, если электрон вертится против часовой стрелки.
Если этот датчик вращения щелкнет, он пошлет сигнал пистолету (который тоже находится в коробке), пистолет выстрелит и убьет кота (который тоже сидит в коробке).
Зарисуем этот сценарий при помощи кет-скобок. Если наш электрон вращается по часовой стрелке, вот как все будет выглядеть, пока датчик еще не включен:
Теперь мы включаем датчик. Поскольку электрон вращается по часовой стрелке, датчик срабатывает. Отметим это галочкой (3):
Датчик посылает сигнал пистолету, тот через долю секунды стреляет, и в этот момент наша коробка выглядит вот так:
Пуля свистит в воздухе и миг спустя настигает кота, который, увы, становится жертвой нашего эксперимента:
По сравнению с этим случай, когда электрон вращается в другом направлении, очень прост. Поскольку электрон вращается против часовой стрелки, он не запустит датчик – и ничего не произойдет: