Стюарт понимает, что им с Джесси нужно обсудить еще много вопросов, познакомить ее с некоторыми важными идеями и провести несколько опытов. Те соображения, которыми он делится с Джесси, пока еще не являются общепризнанными, но лет через 20 мы оглянемся назад и удивимся тому, что они вызывали сомнения и не использовались гораздо шире. Нам необходимо понимать, каким образом сообщаются между собой мозговые клетки, и в этом нам поможет важнейший эксперимент из области квантовой физики, называемый опытом Юнга. В противном случае мы рискуем упустить из виду фундаментальный научный факт, который со временем изменит образ мышления людей.
ОПЫТ ЮНГА
Если вы читали об этом эксперименте и не поставили под вопрос саму модель окружающего мира, перечитайте информацию о нем еще раз. Если же вы в замешательстве, значит, все поняли правильно. Ричард Фейнман утверждал, что, как следует поразмыслив над выводами из этого опыта, можно понять всю квантовую механику. В сущности, этот эксперимент заключается в следующем: луч света направлен в сторону тонкой пластинки, имеющей одну или две прорези. Основы, которые нужно знать, таковы:
А) Частицы имеют массу, и их можно представить в виде крошечных шариков. Вообразите, что произойдет, если вы бросите в стенку крошечный шарик, покрытый краской. На стене останется крошечный круглый отпечаток. 1) Когда частицы проходят через одну прорезь, они оставят на стене след в виде прямолинейного отрезка. 2) Когда частицы проходят через две прорези, они оставят на стене след в виде двух прямолинейных отрезков.
Б) Волны не имеют массы и могут восприниматься как колебания или вибрации. Представьте, что вы бросаете монету в бассейн с водой и видите расходящиеся по воде круги. 3) Когда волны проходят через одну прорезь, они оставляют линейный след (похожий на след частиц, но не идентичный ему). 4) Когда волны проходят через две прорези, след получается совсем другой: множество линий (из-за явления, называемого интерференцией). Раньше считалось, что свет состоит только из частиц, дискретных шариков материи. И сами основы физической науки зашатались, когда при прохождении через одну прорезь свет оставил след в виде линии (как и ожидалось), но при прохождении через две прорези образовал множество линий (как сказано в пункте 4). Это означало, что свет ведет себя как волна, а не так, как учил Исаак Ньютон. В 1961 году этот же опыт был впервые проведен с использованием не светового луча, а пучка электронов. Мы представляем себе электроны как частицы, поэтому они должны вести себя, как предсказывают пункты 1 и 2. Но получилось все не так. Больше того, даже сравнительно крупные молекулы ведут себя так, словно они имеют волновую природу. Все это очень странно. Физики положили немало сил, чтобы разобраться со всем этим, но продолжают открывать даже более странные вещи. Частица в одних случаях ведет себя так, словно пролетела только через одну прорезь, а в других – как будто пролетела через две прорези сразу. Это как если бы вы бросили покрытый краской шарик в сторону пластинки с двумя прорезями, а он разделился на две половинки, которые, пролетев через две прорези, затем воссоединились. В этом нет никакой логики. Чтобы разобраться в происходящем, ученые разместили возле прорези специальное измерительное устройство. И знаете что произошло? Никогда не догадаетесь. Частица снова начала вести себя так, как описывалось в пункте 2. Это что-то потрясающее. Говорят, что наблюдатель уничтожает волновую функцию самим актом наблюдения. Иными словами, поведение частицы меняется в зависимости от того, кто за ней наблюдает.