Квантовые раздумья. Фрагмент из книги Жереми Харриса
Все мы знаем о важности физики, но что она действительно значит для будущего человечества? Знакомство с квантовой механикой приводит нас к головокружительному множеству невероятных открытий, каждое из которых способно поразить нас даже больше, чем предыдущее. В своей книге "Это все квантовая физика!" Жереми Харрис, ученый и основателя стартапа в области искусственного интеллекта, делится удивительными фактами об окружающем нас мире. Прочтите отрывок из этого умного, доступного и увлекательного исследования, которое навсегда изменит ваши представления о вселенной.
Максу Планку хотелось всего-навсего понять, как побороть эту самую ультрафиолетовую катастрофу. "Дерзновеннейшая цель моей жизни, — должно быть, думал он, — научиться точнее предсказывать цвет раскаленной спирали. Вот за что меня будут помнить благодарные потомки!"
Тогда ему было невдомек, что решение задачи о цвете горячего металла станет ящиком Пандоры. Чтобы разобраться почему, поговорим немного о воде.
При комнатной температуре вода ощущается непрерывным веществом. Не чувствуется, что она состоит из частичек воды, это единая текучая субстанция. Но на самом-то деле она совершенно точно состоит из частичек воды, и эти частички называются молекулами воды. Мы их не замечаем лишь потому, что они очень маленькие, вот у нас и возникает иллюзия непрерывного вещества.
Планк осознал, что энергия, которую мы подаем на спираль для разогрева, подобна воде: она не течет непрерывно, а поступает в виде отдельных порций — своего рода "молекул" энергии. Как и молекулы воды, эти дискретные порции энергии так малы, что их столетиями никто не замечал!
Достижение было крайне важным, поскольку тогда все считали, что энергия как раз и представляет собой непрерывную текучую субстанцию, которая пронизывает пространство, словно волна. Планк поставил под сомнение многовековую научную догму — и все ради задачки о предсказании цвета раскаленной спирали, что не давала ему покоя.
И он будет не последним — вскоре на сцену вышла целая плеяда зануд (самым знаменитым был Эйнштейн), решившая доказать: то, что мы считали волной, на самом деле состоит из отдельных частиц.
Хуже того, появилась другая плеяда зануд и показала: то, что мы считали частицами, при определенных условиях ведет себя как волна. Возникла математическая неразбериха, поскольку все кинулись выверять, что есть "частицы", а что "волны".
Ситуация была ужасно запутанной, и ушло добрых дватри десятилетия, прежде чем пыль осела и над пестрым коллажем великих идей и нелепых предположений, который мы могли бы назвать "квантовая механика 1.0", взошло солнце.
Подобно разрекламированной марке сиропа от кашля, квантовая механика 1.0 оставляла у многих противное послевкусие, зато работала довольно хорошо — объясняла ультрафиолетовую катастрофу и позволяла рассчитывать отношение массы к заряду у элементарных частиц с поразительной точностью.
Но все равно что-то не сходилось.
Квантовая механика 1.0 ставила под удар фундаментальное допущение ньютоновского подхода — идею, что можно сказать что-то о системах, за которыми мы не наблюдаем.
В ньютоновском мире, если положить атом в уголок и уйти, можно быть совершенно уверенным, что по возвращении найдешь его в точности на том же месте. А следовательно, можно рассказать связную (хотя довольно скучную) историю о том, чем занимался этот атом, пока тебя не было.
Квантовая механика 1.0 намекала, что истории, которые мы рассказываем себе о ненаблюдаемых атомах, — не более чем утешительная выдумка. В реальности же, как она показывала, физически невозможно, чтобы твой атом сидел смирно, пока тебя не было. Хуже того, невозможно рассказать и единственную историю о том, чем занимался этот атом между моментом, когда ты оставил его в уголке, и моментом, когда вернулся на него посмотреть. С такой точки зрения момент "наблюдения" был редким проблеском согласованности в истории вселенной, поскольку в остальном эта история непоследовательна и запутанна.
Мысль, что атомы могут вести себя по-разному, когда за ними наблюдают и когда не наблюдают, вызывала некоторые вопросы. Откуда арахис или частица вообще знают, что за ними наблюдают? Кто считается "наблюдателем"? Что считается "наблюдением"? Можно ли сказать, будто что-то обладает способностью наблюдать, а что-то нет? Имеет ли наблюдение какое-то отношение к сознанию?
Одни ученые восприняли эти вопросы всерьез, а другие решили, что квантовая механика 1.0 — лютый бред, который срочно необходимо пересмотреть.
Так или иначе, приход квантовой механики перечеркнул тысячелетия растущей философской уверенности в себе. Нам понадобились столетия, чтобы отказаться от анимизма и политеизма, а затем оттеснить на задний план то единственное божество, которое нам осталось. Сначала мы считали себя едиными с природой, затем — едиными с Богом, а потом перешли к представлению о себе как о лишенных души скоплениях атомов, сцепленных законами природы, коим на нас абсолютно плевать.
Квантовая революция вынудила нас взглянуть на мир по-новому. Все от анимизма до бездушного детерминизма снова приобрело актуальность — наряду с совершенно новыми перспективами, о которых мы раньше и не задумывались. Параллельные вселенные, вселенское сознание, дуализм разума и тела — все это вернулось в меню.
Моя книга — об этом самом меню и о том, что оно значит для нас: для меня, для вас и остального человечества. Но еще она об исследователях, шарлатанах и академической индустрии, которая формирует это меню и определяет, что мы с вами думаем о себе и о своем месте во вселенной.
Мне бы хотелось избежать излишнего пафоса, но ставки очень высоки, так что давайте постараемся разложить все по полочкам. Эти идеи — из тех, что формируют самоощущение, а в конечном итоге определяют, какое общество мы решаем выстроить.
Ну и на тусовках сможете произвести впечатление.