Больше информации на эту тему на сайте http://top-formula.net
Глава 2
ЦАРСТВО ХАОСА
2.6 Раздвоение личности электрона
Мы рассмотрели, как происходит такое интересное квантовое явление, как схлопывание волнового пакета. Электрон, занимавший некий объём (в нашем случае целой комнаты), после столкновения с фотоном внезапно уменьшался практически до точки. Хотя за мгновенье до этого был “большим”. В макромире такое невозможно, предмет после столкновения с другим предметом никогда не превращается в точку. Большие тела, в том числе мы, люди, не обладают таким свойством.
Интересно отметить, что “превращение в точку” для частиц микромира происходит практически безболезненно. После схлопывания электрон начинает расплываться, увеличиваясь до прежних размеров. Это нормальное явление для элементарных частиц – схлопываться, превращаясь в точку, а затем восстанавливаться.
Рассмотрим более экзотический пример. Представим, что комнату с электроном перегородили стенкой, не взаимодействующей с частицей (рисунок 10).
То есть электрон размером с комнату окажется “разрезанным” на две половинки. Что станет с частицей? Как отразится на ней действие “пилы”?
Да практически никак не отразится. Электрон по-прежнему будет занимать всю комнату, не обращая никакого внимания на стенку. Если использовать новое понятие, то электрон будет продолжать совершать дискретные движения – исчезать из одной точки комнаты и в то же мгновение появляться в другой. Причём, обратите внимание, точка, откуда электрон исчезает и точка, в которой он появляется, могут находиться в двух изолированных друг от друга половинках!
Теперь представим совсем необычное. Мы начнём разъединять изолированные половинки комнаты (рисунок 11). Они будут удаляться друг от друга всё дальше и дальше. А что станет с электроном? Может, он предпочтёт какую-нибудь одну из половинок и будет находиться только в ней? Ведь не могут же половинки электрона быть удалены друг от друга: одна здесь, а другая, скажем, на километровом расстоянии. Сюрреализм! На самом деле, всё это не так уж и фантастично. Приведенный пример вполне реальный (то есть электрон может находиться в двух удаляющихся половинках), правда в масштабах микромира. А большие тела ведут себя “разумнее”.
Электрон “не заметит” стенки, которая, отметим ещё раз, не взаимодействует с частицей, и не заметит того, что части одной и той же комнаты удаляются друг от друга. Просто электрон станет “раздвоенным”. И его части могут находиться на больших расстояниях друг от друга (рисунок 12).
Мы уже рассмотрели схлопывание электрона, когда он занимал одну комнату, ничем не перегороженную. А возможно ли схлопывание раздвоенного электрона?
Допустим, в одну из комнат влетает шустрый фотон (рисунок 13). Что произойдёт в этом случае? Может схлопнется та часть электрона, куда влетел фотон? А вторая останется целой и невредимой, даже не подозревая, что в первой части произошли кардинальные изменения? Так ли будет?
Конечно, нет. Как только фотон влетит в одну из комнат и столкнётся с точечным электроном, произойдёт схлопывание всего электрона. Он “конкретизируется” до точки в месте столкновения с фотоном, и больше его нигде не будет. Ни в какой другой точке двух половинок комнаты. То есть та часть комнаты, куда фотон не влетел, после схлопывания частицы окажется совершенно пустой. А электрон, в виде точки, будет находиться в той половинке, куда фотон влетел (рисунок 14).
Как такое возможно? Как одна часть электрона, что на большом расстоянии от другой, может “чувствовать” эту другую свою часть? Может, между ними существует “телепатическая” связь? Ведь если предположить, что расстояние между комнатами много миллионов километров, а схлопывание происходит мгновенно, значит, эта телепатическая связь происходит со скоростью, превышающей световую! Но это противоречит специальной теории относительности. Никакая информация не может передаваться быстрее, чем скорость света, (300 000 километров в секунду). Недаром физики, изучавшие это явление в различных изощрённых экспериментах, назвали характер квантовых частиц шизофреническим. Их поведение просто не укладывалось в рамки здравого смысла!
Если бы схлопнулась только одна часть электрона, а другая как ни в чём ни бывало продолжала летать, то это означало бы возможность существования пол-электрона. Но неделимая частица не может находиться в виде половины. Не бывают ни пол-электрона, ни пол-фотона и т. д. Они только целые. Другое дело, эти частицы могут дискретно двигаться в областях, которые отделены друг от друга.
А после столкновения электрона с фотоном, то есть после его схлопывания в одной из двух комнат, также начнётся расплывание волнового пакета. Фотон отлетит в другом направлении, а электрон, совершая дискретные движения, начнёт увеличиваться в объёмах. Но расплываться он будет лишь до размеров той части комнаты, в которой находился во время столкновения с фотоном. Он не будет расплываться во вторую часть комнаты – она навсегда останется пустой.
Ещё один интересный вопрос: можно ли разделить комнату на неравные части? Да, конечно. Комнату можно делить в самых разных пропорциях. Более того – на сколько угодно частей. И каждую часть можно двигать в любом направлении, на какие угодно расстояния. И во всех этих кусочках точечный электрон будет двигаться дискретно – одновременно находясь во всех частях когда-то единой комнаты. А после столкновения с фотоном произойдёт схлопывание электрона в той части, в которую он влетел. А затем электрон начнёт расплываться, заполняя собой эту область. Все остальные части комнаты останутся пустыми, в них электрон не сможет проникнуть.
Что касается здравого смысла, здесь всё просто. Непонимание каких-то явлений в физике было и раньше. Теперь многие из них понятны и даже кажутся очевидными. Список подобных феноменов большой. Если наши предки не понимали, что такое молния или землетрясение и считали их карой божьей, то сегодня ситуация другая. Поэтому и нам не стоит слишком удивляться странностям микромира. Мы лучше постараемся понять, что в действительности происходит в глубине микрокосма. Поверьте, всё не так сложно, как кажется.
Мы ведь теперь вооружены таким понятием, как дискретное движение. Виртуальный электрон дискретно движется во всех частях комнаты. И он “не чувствует” расстояния между своими частями. Ведь размазанность частицы в определённом объёме (или нескольких объёмах сразу) означает присутствие некоторого количества Хаоса, который в какой-то степени “уничтожает” понятия расстояния и времени. И чем больше Хаоса, тем сильнее “стираются” эти понятия. Дискретное движение совершается, можно сказать, вне пространства – в Хаосе.
Вот как наглядно можно объяснить такие, казалось бы, хитрые явления, как схлопывание и расщепление волновых пакетов.
Не прав был Бор, предлагая Эйнштейну отказаться от наглядного представления процессов квантового мира. Пытливый человек всё равно захочет их “увидеть”. А для этого нужно сделать определённые шаги.