Андрей Беленцов – Ключи к Мирозданию. Как ты творишь свою реальность (страница 2)
Результаты такого эксперимента были давным-давно предсказаны квантовой механикой теоретически.
Однако, технически возможным оказалось провести такой эксперимент лишь в 2013 году. Опыт поставил профессор Герман Бателаан.
Еще более неожиданно демонстрирует «эффект наблюдателя» эксперимент, который был предложен Джоном Уилером из университета Принстона.
Не буду его подробно описывать, скажу лишь суть: детектор электронов ставится уже после того, как электрон пролетел сквозь щели. Результат этого эксперимента оказался тем же самым.
• Если есть наблюдатель – электрон «материализуется» как частица, и проходит через одну конкретную щель.
• Нет наблюдателя – электрон «растворяется» в пространстве, проходя одновременно через обе щели.
То есть появление наблюдателя даже после пролета сквозь щель словно заставляет электрон вернуться в прошлое и принять решение – проходит он сквозь одну щель, или сквозь обе. Такая «власть» наблюдателя над элементарными частицами выглядит совершенно мистически!
Описанный «эффект наблюдателя» был предсказан задолго до его экспериментального подтверждения.
Долгое время он трактовался по-разному. Кто-то говорил о том, что сознание наблюдателя создает картину мира, некоторые наделяли «сознанием» элементарные частицы, кто-то говорил, что своими грубыми приборами мы разрушаем квантовую природу объекта.
Все оказались по-своему правы.
В 2004 году уже известный нам Антон Цайлингер провел совершенно удивительный эксперимент. Для опыта он использовал молекулы фуллерена. Это – крупные углеродные молекулы, содержащие до 70 атомов.
Сперва он просто стрелял пучком молекул фуллерена по стене с отверстиями и экраном за ней (на самом деле используемое им оборудование было более сложным, но суть опыта от этого не меняется). Конечно же, он наблюдал уже знакомую картину с интерференционными полосами – молекулы вели себя как квантовые объекты.
Затем эти молекулы после запуска, но до прохождения щелей, нагревались лучом лазера. По мере увеличения температуры нагрева, квантовые эффекты постепенно исчезали, и при температуре 3000 К молекулы начинали вести себя как «нормальные» материальные частицы! На экране появлялись две полосы. Возникал «эффект наблюдателя». Как будто кто-то пытался установить, через какую щель прошли молекулы.
Однако, никто специально не пытался «ловить» молекулу. Значит, «эффект наблюдателя» возникает сам по себе, и этот опыт опровергает выводы квантовой механики?
Нет, не опровергает. Он их расширяет. Просто «наблюдатель» – это не обязательно человек. В этом эксперименте в роли наблюдателя выступала… окружающая среда, или как говорят физики, окружение молекулы.
Вот как это происходит: нагретая молекула, как любое нагретое тело, начинает испускать тепло (тепловые фотоны). Если поймать несколько таких фотонов, то можно, в принципе, определить траекторию движения испустившей их молекулы. При этом, чем выше будет температура нагрева, тем точнее можно локализовать молекулу.
Если поставить детекторы фотонов, то при температуре 3000 К можно было бы точно сказать, через какую именно щель прошла конкретная молекула.
Только никакого детектора не было. Роль детектора выполняла окружающая среда.
Как только возникала принципиальная возможность выяснить местоположение молекулы в пространстве, она «возникала» в нем как материальная частица.
Этот опыт говорит о следующем: реальность создается путем информационного обмена объекта с окружением.
Как только объект «предоставляет» о себе достаточно информации – он материализуется из «квантовой реальности» в объективную.
Основа материальной реальности – информация! Информационный обмен объекта с его окружением проявляет этот объект в «материальном» мире.
Вся Вселенная – единое целое
Итак, экспериментально доказано, что факт обмена информацией со средой, или «наблюдения» заставляет частицы и более крупные объекты проявляться в «материальном» мире из изначальной «квантовой реальности».
Однако, «эхо» этой первичной реальности сохраняется в нашем материальном мире. И оно выражается в явлении квантовых корреляций, или «квантовой запутанности».
Наличие таких квантовых корреляций доказал опыт, проведенный в 1982 году французским физиком Аленом Аспе.
Аспе доказал, что факт наблюдения и измерения характеристик одной частицы может моментально «проявить» в нашем мире заранее неизвестные характеристики другой, «родственной» частицы.
Свойства этой частицы возникают, словно по взмаху волшебной палочки. Стоит только измерить ее «брата» – и в тот же миг частица возникает из «облака вероятностей», даже если она будет находиться на другом краю Вселенной.
В чем суть опыта? У фотона есть определенные характеристики, которые невозможно предсказать заранее, до наблюдения над ним.
В частности, каждый фотон имеет так называемую «поляризацию», то есть он колеблется в определенной плоскости. Строго говоря, колеблется не сам фотон, а его электрическое поле, но для понимания сути процесса это не так важно. Это свойство фотона используется при работе широко известного поляризационного фильтра.
Что представляет из себя такой фильтр?
Это решетка с продольными прутиками. Расстояние между прутиками очень мало, и ненамного превышает размеры самого фотона. Поэтому, если плоскость колебаний совпадает с направлением прутиков, то фотон проходит через решетку. Если он колеблется перпендикулярно решетке – то решетка задерживает такой фотон. То есть, поляризационный фильтр пропускает свет с определенной плоскостью колебаний («поляризацией»), и тем самым «убирает» разнообразные блики.
Итак, когда фотон колеблется под углом к решетке, составляющим 0 градусов, то он называется «продольно поляризованным», и однозначно проходит сквозь фильтр. Когда фотон колеблется под углом к решетке, составляющим 90 градусов, то он называется «поперечно поляризованным», и также однозначно задерживается фильтром. А что произойдет, если фотон колеблется под углом, составляющим 45 градусов? В этом случае результат его встречи с фильтром заранее предсказать невозможно – он пройдет сквозь него с вероятностью 50 %.
Теперь представим, что мы выпускаем пару фотонов в разных направлениях. Каждый из них летит к своей решетке. Их поляризация заранее неизвестна.
Предсказать, какую поляризацию имеет фотон – невозможно. Ведь, согласно квантовой механике, до наблюдения частицы этой характеристики просто не существует, есть только вероятность ее возникновения. Если один из них прошел сквозь свой фильтр, то какова вероятность, что другой тоже пройдет сквозь свой? Теория вероятности дает твердый ответ – такая вероятность составляет 75 %. При условии, что фотоны являются независимыми друг от друга объектами.
Однако, факты опровергают теорию вероятности, классическую физику и линейную логику. Атомы некоторых веществ действительно испускают фотоны парами (например, атом ртути). И для такой пары фотонов в случае, если один фотон прошел сквозь решетку – то с вероятностью 100 % пройдет и второй. Если один был задержан фильтром – то и другой не сможет пролететь сквозь него. То есть, один фотон словно моментально «узнает» о том, что случилось с его собратом, и принимает нужную поляризацию.
Именно этот факт установил Аспе в своем эксперименте. В его опыте фотоны выпускались из одного источника попарно, чтобы между ними была взаимосвязь. После этого поляризация одного фотона фиксировалась на «детекторе» – поляризационном фильтре-решетке. Автоматически другой фотон пары прекращал свое существование как «квантовый объект», и приобретал ту же самую поляризацию. В результате оба фотона или проходили сквозь фильтр, или нет. Вне зависимости от расстояния между ними!
Причем, установка Аспе была устроена так, что фильтр-решетка принимал определенное положение уже после того, как был выпущен фотон. То есть, если бы фотоны каким-то образом заранее воспринимали информацию о ее положении, то она должна была распространяться быстрее света.
Очень приблизительно смысл эксперимента можно описать следующей аналогией.
Допустим, у двух друзей есть по колоде карт. Один друг находится в Москве, а другой – во Владивостоке. Тот, который находится в Москве, тасует колоду. Естественно, он не знает, какой окажется верхняя карта.
Затем москвич вытаскивает верхнюю карту и смотрит ее. После этого звонит во Владивосток, и спрашивает у своего друга – какая у него в колоде верхняя карта? И вдруг выясняется, что верхняя карта в колоде его друга во Владивостоке каким-то непостижимым образом стала точно такой же, как и в «московской» колоде! И сколько бы раз москвич ни тасовал колоду, и ни вытаскивал верхнюю карту – у друга во Владивостоке она будет точно такой же.
Объяснить результаты опыта неким «моментальным взаимодействием» частиц невозможно. Эйнштейн иронично называл такое предлагаемое объяснение «жутким дальнодействием». Ведь в наблюдаемом пространстве – времени ничто (и информация тоже!) не может двигаться быстрее света.
Объяснение, что оба фотона в момент своего «рождения» уже обладают определенной поляризацией, также неоднократно было опровергнуто квантовой механикой экспериментально.