Очи познания: плоть, разум, созерцание

Сама же проблема касается такого рода дилеммы: математика КМ может определить с высокой точностью вероятность того, что определенное квантовое событие будет происходить в определенных условиях (в определенном месте или в определенное время), но она никогда не может в точности предсказать сами условия. Она может, например, сказать, что шансы обнаружить квантовую частицу в области А равны пятидесяти процентам, в области Б – тридцати процентам и в области В – двадцати процентам. Но она ни при каких условиях не может сделать утверждение о том, что данное конкретное событие точно произойдет в области А (учитывая вышеупомянутое вероятностное распределение). Таким образом, некое конкретное событие рассматривается не в качестве единичной сущности или события, а напротив – в качестве «тенденции к существованию», которую, в данном примере, можно было бы определить при помощи уравнения (или вероятностной амплитуды), по сути утверждающего: 50 % – А/30 % – Б/20 % – В.

Итак, удивительно то, что данное событие, когда оно происходит, действительно происходит только лишь в одной области. Это почти (но не совсем) похоже на то, как если бы использующий статистику исследователь попытался предсказать, через какую из трех дверей вы, скорее всего, войдете, и ввиду различных причин пришел бы к следующим выкладкам: вероятность 50 % – дверь А; вероятность 30 % – дверь Б; вероятность 20 % – дверь В. Он не может в точности предсказать, какая именно это будет дверь, он может лишь предложить вероятность в процентах. Но если вы в итоге проходите через какую-либо из дверей, то только лишь через одну, и дело не обстоит так, словно пятьдесят процентов вас проходят через дверь А, тридцать процентов – через дверь Б и двадцать процентов – через дверь В.

Однако ничего сверх этого данная аналогия не позволяет донести. У исследователя, использующего статистику, есть основания верить, что вы существуете еще до того, как пройдете через какую-либо из этих дверей (он, скажем, может выйти и посмотреть на вас). Однако ученый-физик не располагает подобными гарантиями в отношении своих квантовых частиц, поскольку он никоим образом не может посмотреть на частицу (в наших целях, которые не состоят в том, чтобы технически совершенно точно и детально описать данный вопрос, давайте просто скажем, что частица слишком мала, чтобы он мог ее разглядеть). Единственное, как он может взглянуть на частицу, это при помощи определенных инструментов, – то есть проведя некую процедуру измерения. Однако, чтобы измерить частицу, он должен, по сути, сделать так, чтобы она прошла через «двери» его инструментов. Тут-то и возникает проблема: чтобы обнаружить, что же находится за дверью, физик должен использовать эту дверь. Во всех случаях его явления можно зарегистрировать, только когда они проходят через различные двери, и уравнения, описывающие такие «проходы», это чисто вероятностные распределения: скажем, 50/30/20.

Физик, следовательно, сталкивается с концептуальной проблемой: до измерения все, что он может сказать о квантовом событии, заключается в том, что оно есть (не имеет, а именно есть) определенная тенденция к существованию (например, 50/30/20). Само событие, если его предоставить самому себе (не измерять), будет распространяться в «пространстве-времени» согласно волновой функции Шредингера, которая, если ее возвести в квадрат, дает вероятность обнаружения данного события в определенных условиях (50/30/20). Но прежде чем проведено непосредственное измерение, нет вообще никакого способа в точности узнать, в какой области появится частица. И все же, когда она наконец-то оказывается обнаружена, она происходит только в одной области (скажем, области Б), а не распределяется по всем трем «дверям». Это называется коллапсом вектора состояния, или волнового пакета, ведь, когда процедура измерения определяет, что частица находится в области Б, вероятность того, что она может находиться в А или В, коллапсирует к нулю. Коллапс вектора состояния означает, что данное событие перепрыгнуло из состояния «тенденции к существованию» (50 А/30 Б/20 В) в «реальное событие (Б)».

Следовательно, с этим связаны определенные проблемы. Служит ли само измерение «причиной» коллапса волнового пакета? Существует ли вообще действительная частица до того, как мы совершаем измерение? Если мы утверждаем, что она существует (что кажется соответствующим здравому смыслу), то как мы можем быть в этом уверены, ведь это невозможно проверить и наши математические уравнения, которые в остальных случаях в совершенстве описывают эту сферу, предлагают нам лишь вероятностное распределение 50/30/20? Если же мы отметем эти уравнения, то как мы можем отвергнуть тот факт, что в остальных случаях они столь хорошо работают?