Понимание квантовой механики
И тут же добавил: он может утверждать это вполне смело. С первого взгляда это кажется просто невероятным! Как же так? Ведь с помощью квантовых законов рассчитываются тончайшие явления микромира и выводы подтверждаются опытом с огромной точностью, иногда до миллиардных долей процента!
Более того, квантовая механика уже давно используется на практике - например, лазер был изобретен, рассчитан и создан на основе квантовых законов. Эти законы управляют работой электронных микроскопов, используются при проектировании многих полупроводниковых приборов, с их помощью объясняют явление сверхпроводимости. Квантовая механика нашла применение в химии и даже биологии.
Как же можно говорить, что никто ее не понимает?! И тем не менее, как мы увидим далее, в утверждении Фейнмана есть большая доля истины. Здравый смысл и микрочастицы В нашей повседневной жизни мы привыкли к тому, что все тела движутся по строго определенным траекториям. Если известна начальная скорость тела и действующая на него сила, то с помощью законов Ньютона можно точно сказать, что это за траектория.
Подобную задачу каждый из нас много раз решал в школе. Точность законов Ньютона очень высока, с их помощью можно, например, предсказать движение небесных тел на многие десятки и сотни лет вперед.
Получается так, как будто частица движется сразу по всем траекториям, либо совершает что-то вроде "броуновской пляски" в абсолютно пустом пространстве, многократно без всякой видимой причины изменяя направление своего движения и мгновенно перемещаясь из одной пространственной точки в другую. Этот вывод трудно согласовать со здравым смыслом, ведь не может же частица сама по себе, по собственной воле метаться по пустому пространству, где на нее абсолютно ничто не действует!
Иногда говорят, что микрочастица движется по траектории, которая размазана по всему пространству. Не знаю, поможет ли это читателю более наглядно представить себе движение микрообъектов.. Как бы там ни было, но с точки зрения законов Ньютона, да и просто с позиций здравого смысла, это движение совершенно не предсказуемо.
В принципе здесь еще можно было бы рассчитывать на какое-то очень сложное обобщение уравнения Ньютона, с помощью которого, может быть, кому-то все-таки удастся выделить и шаг за шагом проследить витиевато запутанную траекторию частицы. Более удивителен и непонятен следующий факт.
Представим себе, что электрон попадает на поглощающий экран, в котором проделаны два отверстия. Электрон пройдет через одно из этих отверстий и оставит точечный след на фотопластинке за экраном.
Повторяя многократно этот опыт, мы должны получить на фотопластинке наложение картин от электронов, прошедших через одно отверстие, и электронов, "воспользовавшихся" вторым отверстием. Казалось бы, это - единственно возможный результат, другого и быть не может. Так вот, ничего подобного! На пластинке получается отчетливая интерференционная картина - как от столкновения двух волн на воде.
Но ведь электроны направлялись на экран по очереди, один за другим, так что сквозь экран каждый раз проходил только один электрон, поэтому столкнуться и интерферировать он мог лишь.. Другими словами, он каким-то образом должен стать "одним в двух лицах" и ухитриться пройти сразу сквозь два далеко отстоящих друг от друга отверстия. Невероятный вывод! Может быть, электрон распадается на какие-то куски?
Но тогда, закрыв одно из отверстий, можно было бы "поймать" кусочек электрона, который прошел сквозь оставшееся отверстие. Опыт показал, что никаких кусков от электрона не откалывается и сквозь отверстие каждый раз проходит вполне нормальный, совершенно целый электрон.