Честная физика. Статьи и эссе.

4. Фокусы-покусы квантовой теории.

 

 

«В сущности, научно-технический прогресс в ХХ веке происходил лишь там, где начинали понимать, что такое квантовые эффекты.»

(Из сборника «Шутки больших учёных»)

 

 

 

       Квантовая теория приводит в трепет даже многих физиков. Ох, как они горды тем, что всякие там доморощенные опровергатели основ суются со своими умничаниями в самые разные области: и в классическую механику, и в электродинамику, и, в особенности, в теорию относительности, но никто не покушается на квантовую теорию! «Даже этим олухам ясно, – веселятся академики, – что без квантовой теории люди бы до сих пор жили в пещерах и бегали с каменными топорами!» Без квантовой теории, мол, не было бы лазеров, а без лазеров, девочки и мальчики, не было бы у вас таких балдёжных дискотек! Без квантовой теории, мол, не было бы понимания того, как движутся электроны в металлах и полупроводниках, а без этого понимания, девочки и мальчики, не было бы у вас ни компьютеров, ни мобильных телефончиков!

 

       Откуда девочкам и мальчикам знать, что всё это – шутки? Лазеры, компьютеры, мобильные телефончики своим появлением вовсе не обязаны квантовой теории. Эти и целый ряд других примечательных технических устройств были созданы исключительно на основе экспериментальных и технологических прорывов. А то, что называется квантовой теорией – это просто пачка изысканных математических процедур, с помощью которых задним числом описывали эмпирические факты из жизни микромира. Почему задним числом? Так ведь факты были совершено неслыханные!

       Видите ли, классическая физика имела дело с объектами и процессами, которые можно было наблюдать глазом, пусть даже и вооружённым. Физические величины при таких процессах изменялись неразрывно, последовательно принимая все значения из некоторого диапазона. Например, когда камень летел по параболе из точки А в точку В, то на глаз он последовательно проходил через все точки этого отрезка параболы. А теоретические формулы конструировались по принципу «что вижу, то и пою». Вот и выходило, что в формулах классической физики неразрывность изменения физических величин была зашита намертво. Ничего здесь не изменило даже изобретение дифференциального и интегрального исчисления. Хотя там использовалась идея разбиения интервала изменения физической величины на мелкие одинаковые кусочки, в пределе-то величина этих кусочков устремлялась к нулю, и в итоге получалась всё та же неразрывность.

       Но оказалось, что подход, заквашенный на неразрывности, совершенно непригоден для описания явлений микромира. В микромире, куда ни ткнись, во всём царит дискретность. Физические величины принимают не любые значения, а выделенные из дискретного набора. Состояния изменяются скачкообразно, а не плавным перетеканием друг в друга. И главная проблема, которая здесь возникла, была связана вовсе не с конструированием математического аппарата, который блестяще описывал бы дискретность. Неизменно получалось так, что великие теоретики, потратив 10% своей умственной энергии на блестящее описание, далее тратили оставшиеся 90% на то, чтобы выискивать физический смысл, который скрывался за этим блеском. Поиски велись до хрипоты, до истерик и горячек. Это у них называлось «драма идей». При классической физике подобные страсти даже в страшном сне не могли присниться: с физическим смыслом проблем не было…

 

       Помните, дорогой читатель, какой вопрос у вас возник, когда вы обнаружили, что телевизионное изображение не сплошное? Футболисты по полю чешут, мяч туда-сюда пинают, и всё это из отдельных точек! Вопрос наверное возник такой: «Ух ты, а как это сделано?» Это очень правильный вопрос. Хотя логическое ударение в нём приходится на слово как, в нём сама собой подразумевается сделанность. Ну, вот: физики попали в аналогичную ситуацию, обнаружив дискретность в микромире. Небось все они чувствовали, кто спиной, кто кожей, кто задницей (интуицией, короче говоря), что эта дискретность не может быть самодостаточна. Как может быть самодостаточен мир, который на фундаментальном уровне оказывается «цифровой»? Экспериментаторы добрались до границы, на которой происходит качественный скачок от физической реальности к надфизической, благодаря которой физическая реальность трепыхается. Благодаря которой существуют частицы вещества с заданными физическими свойствами и вариантами физических взаимодействий, в которых они могут участвовать…

       Но нет! Так рассуждать теоретикам положение не позволяло: нельзя-с, антинаучно-с! Ибо по-ихнему нет иной реальности, окромя физической! Вот и принялись они искать первопричины несамодостаточной сущности (физической реальности) в ней же самой. А поскольку этих первопричин в ней нет, то их приходилось, как бы помягче выразиться, придумывать. От каждой такой удачной придумки непонимание происходящего в микромире всё приумножалось и приумножалось. Но теоретики – весёлый народ! Углубление непонимания они с помпой выдавали за углубление понимания. Конечно, для этого им приходилось ух как щёки надувать!