Кстати, попутно мы убеждаемся, что четвертьволновые пластинки никак не влияют на превращение частиц в волны и на изменение рисунка точек попаданий на экране детектора. Ведь в последнем случае мы получили интерференционный рисунок, даже хотя четвертьволновые пластинки оставались на месте. Судя по всему, дело только в наших знаниях об изменении конфигурации оборудования. Этих знаний достаточно, чтобы повлиять на поведение элементарных частиц.
Да, все это удивительно. Но эксперимент неизменно дает именно такие результаты, сколько бы раз его ни повторяли. По-видимому, именно наблюдатель изменяет физические характеристики «внешних» объектов.
Заканчиваются ли на этом странности? Подождите, мы можем поставить еще более поразительный опыт. Эксперимент, описанный ниже, был впервые проведен только в 2002 году. В ходе него исследователи стирали информацию о траектории, вмешиваясь в полет фотона p, и лишь затем измеряли показатели его фотона-близнеца s. Возможно, между фотонами p и s происходит какой-то обмен информацией. Фотон p предупреждает фотон s о том, что мы можем узнать, и дает собрату карт-бланш на превращение в частицу или волну. От этого и зависит наличие или отсутствие интерференционного рисунка. Возможно, когда фотон p встречает на пути поляризующее стекло, он отправляет фотону s мгновенное сообщение с бесконечной скоростью. Фотон-адресат мгновенно узнает, что должен материализоваться в виде реальной сущности, то есть элементарной частицы, так как только частица может проскользнуть через одну или через другую щель, но не через обе щели сразу. Поэтому и не наблюдается интерференционный рисунок.
Чтобы проверить, верны ли такие предположения, мы сделаем еще одну вещь. Сначала мы увеличим дистанцию, которую должен преодолеть фотон p до попадания в детектор. Соответственно, у фотона p будет уходить больше времени на преодоление пути. Следовательно, фотоны, идущие по пути S, будут попадать в свой детектор раньше. Но, как ни странно, результаты опыта не изменятся! Когда мы установим четвертьволновые пластинки на пути S, периферийная часть графика исчезнет. Когда же мы установим на пути P деполяризующие окошки и, таким образом, не сможем более измерять совпадения и определять, куда летят s-фотоны, на графике вновь появятся периферийные области. Но как это возможно? Ведь фотоны, двигавшиеся по пути S, уже достигли своей цели. Каждый фотон прошел либо через одну из щелей как частица, либо через две щели сразу как волна. Либо у фотона произошел коллапс волновой функции и он стал частицей, либо этого не произошло. Игра окончена, действие свершилось. Фотоны s уже достигли последнего барьера и были отмечены в детекторе до того, как их фотоны-близнецы p попали в деполяризующее устройство, а мы в результате этого попадания не смогли получать информацию о курсе фотона.
Каким-то образом фотоны «узнавали», сможем ли мы в будущем получать информацию об их траектории. Они «решали» не коллапсировать и не становиться частицами еще до того, как их далекие близнецы попадали в наш деполяризатор. Если мы уберем P-деполяризатор, то фотоны s вдруг снова станут частицами, опять же до того, как фотоны p будут достигать своего детектора и им активировать соответствующий счетчик совпадений. Каким-то образом фотон s узнает, будет ли стираться маркер траектории, хотя ни сам этот фотон, ни его близнец к тому моменту еще не достигли стирающего механизма. Фотон знает, когда он может проявлять интерференционное поведение, когда может запросто оставаться в зыбком квазиреальном состоянии и проскальзывать через обе щели, поскольку ему, по-видимому, известно, что летящий далеко-далеко фотон p в конце концов попадет в деполяризатор, что не позволит нам узнать, по какому пути пошел p.
Не имеет значения, как именно мы построим эксперимент. Наш разум, а также наличие или отсутствие в нем определенных знаний – вот единственный фактор, определяющий, как себя поведут эти кванты света или частицы материи.
Все вышеизложенные факты заставляют задуматься о природе пространства и времени. Насколько реалистичны предположения о том, что фотоны-близнецы манипулируют информацией до ее появления, а также без малейших затрат времени на любых расстояниях, как если бы пространства между ними не существовало?
Все новые и новые наблюдения убедительно подтверждают, что квантовые эффекты зависят от наблюдателя. В прошлом десятилетии американские физики из Национального института стандартов и технологий выполнили эксперимент, суть которого на квантовом уровне можно сравнить с таким гипотетическим явлением в макромире: на огне стоит котел с кипящей водой, но как только мы посмотрим на сосуд – кипение прекращается. «По всей видимости, – говорит Питер Ковеней, исследователь из этого института, – сам акт наблюдения за атомом не позволяет ему меняться». Теоретически, если бы мы достаточно пристально смотрели на атомную бомбу, она бы не взорвалась. На практике для этого потребовалось бы проверять ее атомы раз в миллионнотриллионную долю секунды. Здесь мы затрагиваем еще один эксперимент, подтверждающий теорию о том, что структура физического мира, и в частности мельчайших частиц материи и квантов энергии, подвергается воздействию наблюдателя.
За пару последних десятилетий ученые-теоретики, специализирующиеся на квантовой физике, показали, что, в принципе, атом не может изменять свое энергетическое состояние, если находится под наблюдением. Для проверки этого утверждения группа специалистов по экспериментам с применением лазера, работающих в Национальном институте стандартов и технологий, удерживала кластер положительно заряженных ионов бериллия («вода») при помощи магнитного поля («чайника»). Ученые «кипятили» «чайник», воздействуя на него радиочастотным полем, которое переводило атомы из низкоэнергетического в высокоэнергетическое состояние. Как правило, на такой переход требуется около четверти секунды. Однако, когда ученые проверяли состояние атомов раз в четыре миллисекунды, воздействуя на каждый атом крошеным лазерным импульсом, атомы так и не переходили в высокоэнергетическое состояние, несмотря на то что внешняя сила подталкивала их к нему. Можно было предположить, что акт измерения «тревожит» атом, сталкивая его обратно в низкоэнергетическое состояние, фактически сбрасывая систему на ноль. Такое поведение не имеет аналога в повседневном чувственно воспринимаемом мире и, по всей видимости, связано с актом наблюдения.
Загадочно? Странно? Сложно поверить, что такие эффекты действительно имеют место в реальности. Результаты просто фантастические. Когда в начале прошлого века квантовая физика только зарождалась, даже некоторые физики считали некоторые результаты ее экспериментов невозможными или невероятными. Интересно отметить, как о таких экспериментах отзывался Альберт Эйнштейн: «Я знаю, что эта область совершенно лишена противоречий, но, на мой взгляд, в ней есть некоторая непостижимость».
Потребовалось дождаться, чтобы квантовая физика состоялась как наука, а объективная реальность вновь показалась не такой очевидной, чтобы ученые вновь задались древним вопросом: может ли мир представлять собой определенное воплощение разума? Однажды Эйнштейн возвращался из Института перспективных исследований в Принстоне к себе домой на Мерсер-стрит в компании Абрахама Пайса. Он спросил Пайса, верит ли тот, что Луна на небе существует, лишь пока на нее кто-то смотрит. Этим вопросом Эйнштейн подчеркнул свой бесконечный интерес к объективной окружающей реальности, а также скептическое отношение к ней. С тех пор физики анализировали и пересматривали свои уравнения, тщетно пытаясь сформулировать естественные законы, которые никоим образом не зависят от обстоятельств, связанных с наблюдателем. Действительно, Юджин Вигнер, один из величайших физиков XX века, утверждал, что «невозможно сформулировать законы [физики] совершенно непротиворечивым образом, не учитывая сознания [наблюдателя]». Итак, квантовая теория подразумевает, что сознание есть неотъемлемая часть реальности, она тем самым негласно признает, что реальность – это в конечном счете содержимое нашего разума. Сам по себе акт наблюдения придает реальности форму и очертания. Это касается всех ее проявлений – от одуванчика на лугу до ветра, солнца и дождя.
