Стрела Времени

“Now you shine a light at the slit. On the wall behind, you'll see—”

“A white line,” Marek said. “From the light coming through the slit.”

“Correct. It would look something like this.” Gordon pulled out a photo on a card.

— Теперь освещаем сзади стену с прорезью. На противоположной стене вы увидите...

— Белую линию, — подхватил Марек. — От света, проникающего через прорезь.

— Правильно Она будет выглядеть примерно так. — Гордон вынул полоску фотобумаги.

Gordon continued to sketch. “Now, instead of one slit, you have a wall with two vertical slits in it. Shine a light on it, and on the wall behind, you see—”

Гордон продолжал рисовать.

— Теперь мы сделаем в стене не одну, а две прорези. Точно так же светим на нее сзади, и на противоположной стене вы на этот раз увидите...

“Two vertical lines,” Marek said.

“No. You'll see a series of light and dark bars.” He showed them:

— Две вертикальные линии, — заявил Марек.

— Нет. Вы увидите несколько светлых и темных полос, он показал им другую полоску фотобумаги.

And,” Gordon continued, “if you shine your light through four slits, you get half as many bars as before. Because every other bar goes black.”

— И, — продолжал Гордон, — если вы пропустите свет через четыре прорези, то получите половинное количество полос по сравнению с предыдущим разом. Потому что каждая вторая полоса, вместо того чтобы быть светлой, окажется черной.

Marek frowned. “More slits mean fewer bars? Why?”

Марек нахмурился.

— Большее количество прорезей означает меньшее количество полос . Но почему же?

“The usual explanation is what I've drawn—the light passing through the slits acts like two waves that overlap. In some places they add to each other, and in other places they cancel each other out. And that makes a pattern of alternating light and dark on the wall. We say the waves interfere with each other, and that this is an interference pattern.”

— Обычно это явление объясняют при помощи схемы, которую я только что набросал: световые потоки, проходящие через прорези, накладываются один на другой, словно две волны . В некоторых местах они усиливают друг друга, а в других — взаимно гасятся. И таким образом на стене образуется чередование светлых и темных полос. Мы говорим, что волны интерферируют одна с другой, давая в результате интерференционную картину.

Chris Hughes said, “So? What's wrong with all that?”

“What's wrong,” Gordon said, “is that I just gave you a nineteenth-century explanation. It was perfectly acceptable when everybody believed that light was a wave. But since Einstein, we know that light consists of particles called photons. How do you explain a bunch of photons making this pattern?”

— Ну и что же здесь неверно? — растерянно спросил Крис Хьюджес.

— Неверно то, — веско ответил Гордон, — что я привел вам объяснение на уровне девятнадцатого века. Оно могло считаться безукоризненным в ту эпоху, когда всем было известно, что свет — это волна. Но со времен Эйнштейна мы узнали, что свет состоит из частиц, именуемых фотонами. Каким образом, по вашему мнению, пучок фотонов может образовать такую решетку?

There was silence. They were shaking their heads.

David Stern spoke for the first time. “Particles aren't as simple as the way you have described them. Particles have some wavelike properties, depending on the situation. Particles can interfere with one another. In this case, the photons in the beam of light are interfering with one another to produce the same pattern.”

Воцарилась тишина Археологи недоуменно покачали головами.

В разговор впервые вступил Дэвид Стерн:

— Частицы не настолько просты, как вы их описали. Они в определенных ситуациях обладают некоторыми свойствами, сходными с волновыми Частицы могут интерферировать между собой. В данном случае фотоны светового луча интерферируют друг с другом, образуя такую картину.

“That does seem logical,” Gordon said. “After all, a beam of light is zillions and zillions of little photons. It's not hard to imagine that they would interact with one another in some fashion, and produce the interference pattern.”

They were all nodding. Yes, not hard to imagine.

— Это кажется логичным, — отозвался Гордон. — В конце концов, луч света состоит из мириадов и мириадов крохотных фотонов. Нетрудно вообразить, что все они будут тем или иным образом взаимодействовать друг с другом, создавая в итоге интерференционную картину.

Все дружно кивнули Действительно, это было нетрудно вообразить.

“But is it really true?” Gordon said. “Is that what's going on? One way to find out is to eliminate any interaction among the photons. Let's just deal with one photon at a time. This has been done experimentally. You make a beam of light so weak that only one photon comes out at a time. And you can put very sensitive detectors behind the slits—so sensitive, they can register a single photon hitting them. Okay?”