живым,
либо мертвым.
Надо сказать, эта волновая функция – настоящий призрак. Ее нельзя измерить. Каждое ее значение состоит обычно из двух чисел (действительной части и мнимой) – или больше, если имеет место суперпозиция. Проведите измерение, и новая волновая функция окажется намного проще. Это часть копенгагенской концепции Борна−Гейзенберга, и она до сих пор в ходу. Более того, сегодня физики пытаются воспользоваться скрытыми призрачными аспектами волновой функции, применив их в квантовых компьютерах. На компьютерном жаргоне значение амплитуды называется квантовым битом, или кубитом[183].
Волновая функция электрона может быть малой по протяженности и ограничиваться пространством вокруг ядра атома или большой и охватывать все пространство между Землей и Солнцем. Если известно прошлое волновой функции и действующие на нее силы, можно определить (скажем, с помощью уравнения Шрёдингера), как она будет выглядеть; однако невозможно исследовать волновую функцию с помощью инструментов, не вызвав при этом никаких изменений в ней, то есть ее коллапса. Когда вы измеряете положение электрона, новая волновая функция после коллапса может оказаться сильно ограниченной в пространстве или, напротив, расширенной до размеров, зависящих от неопределенности вашего измерения.
Что нужно сделать, чтобы вызвать коллапс волновой функции? Мы не знаем. Серьезно. Когда физики чего-то не понимают, они часто придумывают для этого название – просто чтобы иметь возможность обсуждать эту загадку. В нашем случае причиной, заставляющей волновую функцию коллапсировать, становится измерение. Как я только что сказал, мы не знаем, что под этим подразумевается. Обычно физики не обращают внимания на эту проблему и отговариваются знаменитой фразой Поттера Стюарта: «Я не могу описать [это]… но узнаю, когда увижу». Но факт остается фактом: мы не можем узнать это, даже когда видим. Некоторые утверждают, что для этого необходимо определенное «сознание». Это не очень помогает, поскольку мы плохо понимаем, что такое сознание. Эйнштейн высмеивал именно это утверждение, когда иронично заметил: «Вы что, правда считаете, что Луны не существует до тех пор, пока мы на нее не посмотрим?»
Эйнштейна беспокоили не только коты в коробках.
Квантовая теория противоречит теории относительности
Необязательно убивать котов, чтобы наткнуться на квантовые парадоксы. Представьте электрон, описываемый очень большой волновой функцией, которая тянется отсюда до самого Солнца. Детектируйте его, и волновая функция сколлапсирует, сразу же и мгновенно, в другую волновую функцию, по размеру не превышающую размера вашего детектора. Мы знали, что есть один электрон, и теперь знаем, что он возле Земли. Следовательно, понимаем, что он в настоящее время не на Солнце. Теория гласит, что волновая функция коллапсирует мгновенно. Согласуется ли это с нашими представлениями об относительности?