Взгляд со стороны. Естествознание и религия

<…> Поэтому экспериментальная установка и результаты наблюдений должны описываться однозначным образом на языке классической физики. <…> Поведение атомных объектов невозможно отграничить от их взаимодействия с измерительными приборами, фиксирующими условия, при которых происходят явления»[43 - Бор Н. Избранные научные труды: В 2 т. – М.: Наука, 1971. (Серия «Классики науки»). – Т. 2.].

Вопреки Бору Эйнштейн был уверен: «Существует нечто вроде "реального состояния" физической системы, существующего объективно, независимо от какого-то ни было наблюдения или измерения, которое в принципе можно описать с помощью имеющихся в физике средств»[44 - Эйнштейн А.

Собрание научных трудов: В 4 т. – М.: Наука. 1965. (Серия «Классики науки»). – Т. 4.].

Спор между Бором и Эйнштейном остался незавершённым – физики-теоретики до настоящего времени не смогли создать непротиворечивую квантовую теорию измерения.

Одним из центральных понятий в квантовой механике является квантовая суперпозиция. В квантовой суперпозиции система может находиться не только в одном конкретном состоянии, но и одновременно в двух или более состояниях.

Классический пример квантовой суперпозиции – двухщелевой эксперимент, названный известным физиком-теоретиком Ричардом Фейнманом в «Фейнмановских лекциях по физике» явлением, «….которое невозможно, совершенно, абсолютно невозможно объяснить классическим образом. В этом явлении таится сама суть квантовой механики».

Первым двухщелевой эксперимент провёл в начале XIX в. английский учёный Томас Юнг.

Суть эксперимента в следующем. Имеется источник частиц, например электронов, и пластинка с двумя тонкими щелями; сзади установлен экран, на котором пролетающие через щели частицы оставляют следы.

Если мы закроем первую щель, увидим на экране тонкую полосу напротив второй щели. Если закроем вторую щель и откроем первую, полоса появится напротив первой щели. Открыв обе щели, мы будем наблюдать вместо полосы против одной из щелей интерференционную картину, что свидетельствует о прохождении частицы одновременно через обе щели.

Следует отметить, что математическое описание этого процесса полностью соответствует экспериментальным данным.

Поставив около каждой щели детектор, мы обнаружим, что при прохождении электрона через экран срабатывает только один из детекторов и интерференция не наблюдается. Суперпозиции состояний нет. Наблюдение перевело объект из суммы неопределённых квантовых состояний в одно наблюдаемое классическое состояние.