Вы верите в судьбу?
Для большинства из нас смысл этого вопроса вполне очевиден: подразумевается, что некоторым событиям суждено произойти, а двум людям предначертано встретиться. Но есть ли в этой идее хоть толика правды?
Может, вам по душе читать гороскопы – довольно неправдоподобная идея, что положение планет может влиять на то, как сложится для вас грядущая неделя, кажется вполне безобидной. Само собой, большинство из нас не воспринимает гороскопы всерьез, однако мысль, что будущее можно предсказать, весьма интересна. На самом деле до квантовой революции ученые почти не сомневались, что в принципе это возможно, предполагая, что, пусть мы и не можем их предсказать, все события будущего тем не менее предопределены и предначертаны.
Исаак Ньютон полагал, что каждая частица во Вселенной должна подчиняться простым законам движения в результате действия четко определенных сил. Это механистическое представление о мире – которое ученые повсеместно разделяют и сегодня, почти три века спустя, – утверждает, что, какими бы сложными ни были природные явления, все в итоге всегда можно свести к взаимодействию фундаментальных кирпичиков материи. Естественный процесс, такой как шторм на море или перемена погоды, может казаться случайным и непредсказуемым, но это просто следствие его сложности и огромного количества задействованных в нем атомов.
Но в принципе, если бы мы знали точное положение и характер движения каждой частицы в заданной системе, сколько бы их ни было задействовано, с помощью законов Ньютона мы могли бы предсказать, как эти частицы будут двигаться и взаимодействовать друг с другом, а следовательно, и как эта система будет выглядеть в любой конкретный момент будущего. Иными словами, точное знание настоящего должно позволять нам предсказывать будущее. Это привело к ньютонианской идее «механической» вселенной – такой вселенной, где вообще нет никаких сюрпризов, поскольку все, что может случиться, является результатом фундаментальных взаимодействий ее частей. Это учение получило название «детерминизм» (от лат. determinare – ограничивать, определять), поскольку будущее может быть полностью предопределено, если мы полностью знаем настоящее.
Само собой, на практике такой детерминизм возможен лишь в простейших системах. Мы прекрасно понимаем, что метеорологи не могут с полной уверенностью предсказать погоду на завтра. Мы даже не можем заранее узнать, выпадет орел или решка или куда закатится шарик рулетки. В современной физике есть отдельная область под названием теория хаоса, которая утверждает, что для определения будущей эволюции системы ее изначальное состояние необходимо знать с бесконечной точностью. Теория хаоса усложняет практическое применение детерминизма.
И правда, простые механические примеры вроде упомянутых выше меркнут в сравнении с тем, как нам необходимо разобраться в бесконечно сложном устройстве человеческого мозга, чтобы понять концепцию свободы воли. Но принцип всегда один: так как люди состоят из атомов, законы Ньютона должны быть применимы и к их мозгу. В связи с этим, когда мы делаем то, что считаем свободным выбором в отношении чего-то, на самом деле это лишь результат механических процессов и атомных взаимодействий в нашем сером веществе, которое подчиняется детерминистским законам, как и все остальное.
Хотя такой взгляд на вещи довольно печален, вам он может показаться вполне нормальным, поскольку мысль о том, чтобы обладать достаточной информацией, чтобы предсказывать будущее, и вовсе не укладывается в голове. Однако здесь возникает гипотеза: если бы у нас был достаточно мощный компьютер, снабженный достаточным объемом памяти, чтобы сохранить в нем сведения о положении и скорости каждой частицы во Вселенной, то он, вероятно, смог бы рассчитать, как Вселенная будет развиваться.
Одним из самых серьезных сдвигов в человеческом мышлении, произведенных квантовой революцией, стала идея индетерминизма – то есть исчезновения детерминизма вместе с концепцией механической вселенной. Поэтому, как ни жаль мне вам это сообщать, но еще три четверти века назад было доказано, что в качестве научной идеи «судьба» оказалась ложной.
- 1. Джим Аль-Халили Квант
- 2. Введение
- 3. Глава 1. Фокус природы
- 4. Фуллерены и эксперимент с двумя прорезями
- 5. Глава 2. Истоки
- 6. Постоянная Планка
- 7. Излучение черного тела
- 8. Эйнштейн
- 9. Частицы света
- 10. Двойственная природа света
- 11. Нобелевская премия Эйнштейна
- 12. Бор: физик, философ, футболист
- 13. В дело вступает французский герцог
- 14. Глава 3. Вероятность и случай
- 15. Вы верите в судьбу?
- 16. Результат игры в пул
- 17. Квантовая непредсказуемость
- 18. Обводящие удары
- 19. Анатомия уравнения
- 20. Самое важное уравнение физики
- 21. Что происходит, когда мы не смотрим?
- 22. Принцип неопределенности Гейзенберга
- 23. Ядерные облака
- 24. Золотые годы квантовой механики
- 25. Радиоактивный распад
- 26. Глава 4. Причудливые связи
- 27. Суперпозиция
- 28. «Объяснение» фокуса с двумя прорезями
- 29. Квантовые интерферометры
- 30. Нелокальность
- 31. Запутанность
- 32. Эксперимент ЭПР
- 33. Квантовый похититель драгоценностей
- 34. ЭПР-парадокс и теорема Белла
- 35. Квантовая хаология
- 36. Глава 5. Наблюдатели и наблюдаемое
- 37. Что видишь, то и получишь
- 38. Гамма-микроскоп Гейзенберга
- 39. «А потом происходит еще кое-что»
- 40. Кот Шрёдингера
- 41. Не говори, какой счет
- 42. Два этапа проблемы измерения
- 43. Декогеренция
- 44. Решает ли декогеренция проблему измерения?
- 45. Глава 6. Великий спор
- 46. Формализм против интерпретации
- 47. Копенгагенская интерпретация
- 48. Нужна ли теории интерпретация?
- 49. Интерпретация де Бройля – Бома
- 50. Многомировая интерпретация
- 51. Что еще есть на рынке?
- 52. Где мы сейчас?
- 53. Квантовая реальность с позиции де Бройля и Бома
- 54. Глава 7. Субатомный мир
- 55. Таинственные лучи повсюду
- 56. Внутрь атома
- 57. Квантовый спин
- 58. Внутрь ядра
- 59. Принцип исключения Паули
- 60. Создание частиц из воздуха
- 61. Ядерные взаимодействия
- 62. Антивещество
- 63. Квантовое туннелирование
- 64. Кварки
- 65. Элементарные компоненты
- 66. Глава 8. В поисках теории всего
- 67. Квантовая теория света
- 68. Калибровочные теории и симметрии
- 69. Цветная сила
- 70. Великое объединение
- 71. Что насчет гравитации?
- 72. Урок Планка
- 73. Теория струн
- 74. Урок Эйнштейна
- 75. Подчеркивая отрицание
- 76. Глава 9. Применение кванта
- 77. Эпоха микрочипа
- 78. Отличная идея ищет применение
- 79. Магниты размером с дом
- 80. Непрерывное электричество
- 81. Энергия из ядер
- 82. Квантовая механика в медицине
- 83. Квантовая механика и генетические мутации
- 84. Микроскопы для наблюдения за атомами
- 85. Атомная инженерия и нанотехнологии
- 86. Конденсаты Бозе – Эйнштейна
- 87. Квантовая механика и биология
- 88. Глава 10. В новое тысячелетие
- 89. Умные эксперименты
- 90. Как отследить атом
- 91. Наблюдая декогеренцию в действии
- 92. Рекордная запутанность
- 93. Квантовая криптография
- 94. Закон Мура
- 95. Кубиты
- 96. Так на что способен квантовый компьютер?
- 97. Квантовые вычисления
- 98. Квантовые логические вентили
- 99. Квантовое клонирование
- 100. Как построить квантовый компьютер
- 101. Квантовый мозг
- 102. Квантовая телепортация
- 103. Литература для дополнительного чтения
- 104. Авторы иллюстраций
- 105. Благодарности
- 106. Примечания
- 107. 1
- 108. 2
- 109. 3
- 110. 4
- 111. 5
- 112. 6
- 113. 7
- 114. 8
- 115. 9
- 116. 10
- 117. 11
- 118. 12
- 119. 13
- 120. 14
- 121. 15
- 122. 16
- 123. 17
- 124. 18
- 125. 19
- 126. 20
- 127. 21
- 128. 22
- 129. 23
- 130. 24
- 131. 25
- 132. 26
- 133. 27
- 134. 28
- 135. 29
- 136. 30
- 137. 31
- 138. 32
- 139. 33
- 140. 34
- 141. 35
- 142. 36
- 143. 37
- 144. 38
- 145. 39
- 146. 40
- 147. 41
- 148. 42
- 149. 43
- 150. 44
- 151. 45
- 152. 46
- 153. 47
- 154. 48
- 155. 49
- 156. 50
- 157. 51
- 158. 52
- 159. 53
- 160. 54
- 161. 55
- 162. 56
- 163. 57
- 164. 58
- 165. 59
- 166. 60
- 167. 61
- 168. 62
- 169. 63
- 170. 64
- 171. 65
- 172. 66
- 173. 67
- 174. 68
- 175. 69
- 176. 70
- 177. 71
- 178. 72
- 179. 73
- 180. 74
- 181. 75
- 182. 76
- 183. 77
- 184. 78
- 185. 79
- 186. 80
- 187. 81
- 188. 82
- 189. 83
- 190. 84
- 191. 85
Комментариев: 0