Тайны и парадоксы квантовой физики. Книга без формул - Андрей Жуковский

Скачать книгу

природу. Никакой интерференционной картины зафиксировано не было.

      Однако как только исследователь добавлял в схему эксперимента второй светоделитель СД2 (рис. 5), который, заметим, стирал информацию о том, по какому пути прошел фотон, интерференция сразу же появлялась. За счет чего достигалось стирание? За счет того, что и «верхний», и «нижний» фотон могли пройти сквозь СД2 прямо, а могли – отразиться от него. Поскольку вероятность обоих событий равнялась 50%, понять, какой фотон зарегистрирует любой из датчиков – Д1 или Д2, оказывалось невозможным. Принцип «запутывания» траектории фотона, при котором наблюдатель теряет возможность понять, по какому пути он пришел, и используют в экспериментах, которые называют «квантовым ластиком».

      Чрезвычайно интересно, что при этом оказывалось неважным, когда в схему эксперимента вводилось второе полупрозрачное зеркало СД2. Это могло произойти даже после того, как фотон прошел СД1 и отразился от зеркал 1 и 2, т. е. когда он практически вплотную подошел к «области Х» (см. рис. 5).

      Рис. 5. Схема эксперимента с интерферометром Маха – Цендера с двумя светоделителями

      Известнейший физик (лауреат премий Эйнштейна, Энрико Ферми, обладатель медали Нильса Бора и т. д.) Дж. Уиллер писал об этом так: «В этом смысле мы имеем странную инверсию нормальной временной последовательности. Теперь, вводя или выводя зеркало (СД2 – прим. авт.), мы получаем неустранимый эффект, в соответствии с которым мы имеем право сказать об уже прошлой истории этого фотона». И: «Таким образом можно решать, пройдет ли фотон по одному или по обоим путям после того, как он уже прошел» (Wheeler, 1984).

      Если рассуждать исходя из привычной нам физической картины мира, то поведение фотона в этом эксперименте действительно кажется поразительным.

      В привычной (макроскопической) для нас картине мира фотон должен выйти из пластины СД1 и пойти по путям А и В, уже являясь волной или частицей. И тогда мы сразу приходим к фантастическому парадоксу: получается, что фотон должен точно знать заранее, что сделает экспериментатор. В самом деле, если пути А и В будут достаточно длинными (т. е. схема эксперимента позволит это сделать), то исследователь может часами сидеть и думать, что ему сделать – оставить или изъять пластину СД2 из цепи эксперимента. Однако обмануть фотон даже при данных обстоятельствах, которые, казалось бы, должны ясно выразить всю силу свободы воли, имеющуюся у экспериментатора, у него не получится. Если фотон войдет в эксперимент как частица, то экспериментатор в этом случае должен точно не захотеть вставить в цепь эксперимента пластину СД2. И наоборот, если фотон зайдет в эксперимент как волна, то экспериментатор должен обязательно захотеть вставить в цепь эксперимента пластину СД2 (и сделать это!). Мы также понимаем, что можем заменить экспериментатора механическим устройством, работающим по невычислимому алгоритму, основанному, например, на генераторе случайных чисел, которое уберет все предположения на тему особой связи

Скачать книгу