Капра Фритьоф

Дао Физики

материи и излучения стала поразительным и непонятным свойством природы, создав многие квантовые КОАНЫ, лежащие в основе квантовой теории. Волна, распространяющаяся на большие расстояния, и частица, имеющая более или менее определенное местонахождение в пространстве, значительно отличаются друг от друга. Физики долго не могли признать, что материя может проявляться, казалось бы, во взаимоисключающих формах, и что частицы одновременно являются волнами, а волны - частицами.

Взглянув на изображение частицы и волны (рис. 13), человек, несведущий в физике, может предположить, что противоречие снимается, если принять, что правое изображение соответствует частице, движущейся волнообразно. Однако такой подход обнаруживает непонимание свойств волн. В природе не существует частиц, которые двигались бы волнообразно. Так, в волне на поверхности воды молекулы не движутся вместе с волной, а вращаются вокруг своей оси по мере прохождения волны. Точно таким же образом частицы, из которых состоит воздух, просто колеблются назад и вперед, не продвигаясь вместе с волной. С волной перемещается возбуждение среды, вызывающее явление волны, а не материальные частицы. Поэтому, когда в квантовой теории мы говорим о том, что частица одновременно является волной, мы не имеем в виду траекторию частицы. Мы имеем в виду, что волнообразность сама по себе есть проявление частицы. Поэтому перемещающиеся волны - совсем не то, что перемещающиеся частицы, точно так же как представление о волнах на озере далеко от представления о косяке рыб, плывущем в том же направлении [80,30].

Явление волн фигурирует во многих разделах физики, но всегда может быть описано с помощью одних и тех же формул. Световая волна, звуковая волна, колебания струны гитары, волны на поверхности воды могут быть описаны при помощи одних и тех же формул. Квантовая теория для .описания волн, связанных с частицами, пользуется теми же формулами. Однако в последнем случае волны имеют гораздо более абстрактный характер. Они тесно связаны со статической сущностью теории: атомные явления могут быть описаны только в терминах вероятностей. Сведения о вероятностях для той или иной частицы содержатся в математической величине, которая называется вероятностной функцией, и формула которой очень сильно напоминает формулы, применяемые для описания волн. Однако волны, связанные с частицами. - это не настоящие трехмерные волны, как, например, волны на поверхности воды или звуковые колебания, а вероятностные волны, абстрактные математические величины, выражающие вероятности существования частиц в тех или иных точках с теми или иными характеристиками.

В каком-то смысле, введение понятия вероятностных волн решает парадокс частиц-волн, перемещая его в совершенно новый контекст, но при этом возникает новая пара противоположных понятий - существования и несуществования - и это противопоставление гораздо более глобально. Атомная реальность лежит за пределами и этого противопоставления. Мы не можем утверждать, что атомная частица существует в той или иной точке, не можем утверждать, что ее там нет. Будучи вероятностной схемой, частица может существовать (одновременно!) в разных точках и представлять собой странную разновидность физической реальности, нечто среднее между существованием и несуществованием. Поэтому мы не можем описать состояние частицы в терминах фиксированных противопоставленных понятий. Частица не находится в определенной точке и не отсутствует там. Она не перемещается и не покоится. Изменяется только вероятная схема, то есть тенденции частицы находиться в определенных точках. По словам Роберта Оппенгеймера,

Если мы спросим, например, постоянно ли нахождение электрона, нужно сказать нет, если мы спросим, изменяется ли местонахождения электрона с течением времени, нужно сказать нет, если мы спросим, неподвижен ли электрон, нужно сказать нет, если мы спросим, движется ли он, нужно сказать нет [61.42].

Мир, как в восприятии атомного физика, так и восточного мистика, лежит вне узких рамок противоположных понятий. Поэтому слова Оппенгеймера кажутся мне отголоском Упанишад:

Оно движется. Оно не движется.

Оно далеко, оно близко.

Оно внутри всего этого,

И оно вне всего этого.

Иша Упанишада, 5