Одной из наиглавнейших целей естественных наук является понимание мироздания, т. е. того, как устроена окружающая нас реальность.
И в этом смысле у человечества существует огромная проблема.
С точки зрения естественных наук самым глубоким уровнем понимания реальности выступает квантовая механика (КМ), и здесь мы сразу приходим к удивительному парадоксу. С одной стороны, КМ – это прекрасная, работающая теория, доказательством этому являются множество устройств, которые могут быть у вас дома (например, сотовый телефон или лазерный принтер). Все они давно и надежно разработаны с применением квантово-механических расчетов.
Однако, с другой стороны, ни один ученый в мире пока не понимает, как выглядит микромир, который является следствием квантовых вычислений. Результаты экспериментов, которые получают ученые, занимающиеся этой наукой, – удивительны, формулы, описывающее эти эксперименты, – угаданы, а объяснения этих формул порой настолько парадоксальны, что иногда похожи на фантастический рассказ. Все вместе это выглядит настолько странным и необычным, что пока никто не смог предложить конструкцию реальности, которая бы полностью соответствовала всем проводимым экспериментам с одной стороны и хоть отчасти привычному для нас миру – с другой.
Целью этой небольшой работы как раз и является попытка не только погрузить вас в тайны и парадоксы квантовой механики, постаравшись сделать это без формул и сложных научных оборотов, но и постараться показать современные подходы к тому, что может из себя представлять «квантовая реальность».
Данная монография появилась в результате доработки одного из разделов моей предыдущей книги «О человеческом поведении, квантовой физике, биологии и свободе воли. Книга не для всех», выпущенной издательством «Эксмо» в 2018 году. Книга давно раскуплена, однако я надеюсь, что она скоро появится в книжных магазинах, после ее доработки, в электронном виде. Таким образом, если вам интересно, как квантовая физика связана с нашим поведением на биологическом уровне и что может из этого следовать, – вы скоро сможете ознакомиться и с этой частью моей научной работы.
Ну а пока мне хотелось бы признаться: я люблю квантовую механику! И мне бы очень хотелось, чтобы вы разделили мои чувства, ведь понимание того, как работает микромир, является для нас чрезвычайно важным. Задумайтесь, ведь с точки зрения науки из элементарных частиц состоит действительно все – стол и стоящий на нем компьютер, цветы и деревья, микропроцессор и луч лазера, котенок, сидящий на заборе, мои руки, бегающие сейчас по клавиатуре, Солнце и чудесные глаза вашего ребенка…
Я обращаю внимание всех приверженцев как материалистических, так и не материалистических взглядов: понимание того, как устроена реальность, принесет пользу всем! Дочитайте эту книгу до конца, и я надеюсь, что вы со мной согласитесь!
Итак, если мы действительно поймем, что из себя представляет микромир, мы действительно поймем, что такое реальность. Если мы не только найдем теорию всего, если мы сможем ясно и достоверно представить, как выглядит реальность, как она функционирует, то мы обязательно поймем и то, как мы сделаны, кто мы и какое место мы занимаем в этой реальности! Оттолкнувшись от понимания квантовой реальности и двинувшись дальше, вверх, от элементарных частиц и атомов до молекул, синапсов и живых клеток к работе различных систем и человеческого организма в целом, мы, может быть, наконец разберемся с тысячелетними философскими дискуссиями, связанными с местом человека в этом мире, с его радостями и болями, надеждами и потерями, счастьем и несчастьем, жизнью и смертью… Познав законы и конструкцию реальности и свое место в ней, мы получим шанс окончательно разобраться с человеческой биологией и психологией, социологией и педагогикой, экономикой и философией. Я уже не говорю о том, что, постигнув реальность, мы, скорее всего, откроем множество закрытых пока для нас дверей в новые технологии и материалы, после чего обязательно совершим последовавшую за ней новую технологическую революцию.
Я надеюсь, что вы уже в полной мере осознали, насколько ценную книгу вы сейчас читаете :)
Итак, в дорогу!
Введение в квантовую физику
Долгое время ученые думали о том, что микромир устроен по таким же законам, что и мир больших тел. Однако затем (в начале прошлого века) они решили, что это не так, что в мире элементарных частиц все устроено по-другому.
Опуская длинную предысторию появления и развития квантовой механики, мне хотелось бы вам рассказать о самых последних рубежах этой науки, т. е. об основных положениях и парадоксах, известных в КМ в 2024 году. Более того, мне хотелось бы рассказать об этом самым простым образом. Для того чтобы это сделать, я постараюсь показать вам отдельно те положения, которые признаются всеми учеными, и те положения, которые до сих пор носят дискуссионный характер.
В начале нашего пути мы поговорим о странностях квантового мира. Для того чтобы сразу структурировать информацию по этому вопросу, я бы предложил разделить все парадоксы, обсуждаемые в современной квантовой физике, на три различные группы.
К первой группе я бы отнес изумляющие ученых странности микромира, полученные в результате проведенных ими экспериментов.
Вот уже более ста лет ученые проводят эксперименты, которые показывают, что элементарные частицы ведут себя в них самым необычайным образом, т. е. совершенно не так, как это принято в мире «больших» тел. Подробнее о том, как это происходит, я расскажу ниже, пока же давайте договоримся, что я назову эти парадоксы странностями «первого» рода.
Эти странности не относятся к самой КМ, они относятся исключительно к микромиру, к его реальности, к результатам экспериментов, которые мы в нем проводим. Именно эксперименты демонстрируют нам огромную разницу между микромиром и макромиром, показывая нам необычайную «логику» его работы!
