Влияние «наблюдателя»
Вернёмся к опытам Юнга и Фейнмана с точки зрения влияния «наблюдателя» на ход эксперимента. Для этого повторим описание опыта Фейнмана Грином с иллюстрациями из книги Грина (выделено нами):
«Фейнман усомнился в основном классическом предположении, согласно которому каждый электрон проходит либо через левую щель, либо через правую. На первый взгляд это предположение настолько фундаментально, что сомневаться в нём нелепо. В конце концов, разве вы не можете заглянуть в область, расположенную между щелями и фосфоресцирующим экраном, и посмотреть, сквозь какую щель проходит каждый электрон? Да, вы можете. Но тем самым вы измените эксперимент. Чтобы увидеть электрон, вы должны сделать с ним что-нибудь — например, осветить его, т. е. столкнуть с ним фотон. В повседневных масштабах фотон действует как исчезающе малый зонд, который отскакивает от деревьев, картин и людей, не оказывая практически никакого влияния на движение этих сравнительно больших материальных тел. Но электрон — это ничтожно малая частица материи. Независимо от того, насколько осторожно вы будете определять щель, через которую он прошёл, отражающиеся от электрона фотоны неизбежно повлияют на его последующее движение. А это изменение движения изменит результат нашего эксперимента.
Если ваше вмешательство будет достаточно сильным для того, чтобы вы смогли определить щель, через которую прошёл электрон, результат эксперимента изменится, и вместо картины, показанной на рисунке,
вы получите картину, подобную той, которая изображена на рисунке:
Квантовый мир гарантирует, что как только вы установили, через какую щель, правую или левую, прошёл каждый электрон, интерференция между этими двумя щелями исчезнет.
Таким образом, Фейнман укрепился в своих сомнениях: хотя повседневный опыт говорит о том, что электрон должен проходить через одну из двух щелей, к концу 1920‑х гг. физики поняли, что любая попытка проверить это якобы фундаментальное свойство неизбежно приведёт к искажению результатов эксперимента».
Иными словами, Фейнман предположил, что любое влияние на вероятностную картину всего спектра траекторий движения микрочастицы со стороны субъекта «наблюдения» способно определить единственный путь движения и конечную точку движения, что в мире больших тел подчиняется ньютоновским законам. Согласно такой логике, если «наблюдателей» несколько (а тем более, если несколько “голографических” «точек наблюдения»), то, по тому же Фейнману, путь движения частицы должен определяться суммарным эффектом от всех возможных влияний «наблюдателей», которым соответствуют определённые фейнмановские «числа» (вероятности). И, соответственно, этот путь приводит к конкретному положению частицы, определяемому «коллективно» избранным путём.
Фейнман не был приверженцем Теории суперструн и, как мы видим, в своих рассуждениях вполне мог показать, что Объективная реальность характеризуется матрицей возможных состояний материи (картина «одномоментных предложений» всех возможных вариантов движения и состояния), в которой реализуется одна возможность при переходе в реальный ньютоновский мир. Он оперировал с микрочастицами материи (точнее — с электронами), у которых, согласно его экспериментам, существуют свойства пребывать одновременно на всех возможных траекториях, создавая «наблюдателю» потенциал выбора из всех объективно заданных возможностей.
Авторы Теории суперструн, теоретически углубившись в квантовый мир до уровня «планковского порядка», считают все микрочастицы, из которых состоит материя — видами колебаний самых мелких субстанций объективной реальности, струн (цитата из книги Грина, выделено нами):
«Петли в теории струн имеют резонансные частоты, подобные резонансным частотам струн скрипки или пианино, на которых они предпочитают колебаться, и которые наше ухо воспринимает как музыкальные ноты и их более высокие гармоники. Но, как мы увидим далее, вместо того, чтобы звучать на определённой музыкальной ноте, каждая из разрешённых мод1 колебаний струны в теории струн проявляется в виде частицы, масса и заряды которой определяются конкретным видом колебания. Электрон представляет собой один вид колебания струны, и‑кварк — другой, и так далее. Вместо набора разрозненных экспериментальных фактов свойства частиц в теории струн представляют собой проявления одного и того же физического свойства: резонансных мод колебаний — так сказать, музыки — фундаментальных петель струны. Та же идея применима и к взаимодействиям, существующим в природе. Мы увидим, что частицы, переносящие взаимодействия, также связаны с определёнными модами колебания струны, и, следовательно, все — вся материя и все взаимодействия — объединяются под одной и той же рубрикой колебаний микроскопических струн — «нот», на которых могут звучать струны».
Какие бы модели Вселенной не строили физики, придерживающиеся разных взглядов (сторонники Теории суперструн, либо Фейнмана и т.п.), в принципе есть у них всех общее — то, что высказал Фейнман, и что мы комментировали выше. Кроме этого большинство физиков признают перенос частицами (или струнами) по принципам Фейнмана «взаимодействий», характер которых связан с «настроем частиц» на определённые «резонансные моды колебаний». Эти «резонансные моды колебаний» могут проявляться не только как определённый вид частиц в микромире, но и как определённый спектр возможностей выбора путей движения частиц. И, кроме этого, «резонансные моды колебаний» могут проявляться как определённость выбора конкретного пути из всех возможных «наблюдателем» (или «наблюдателями») в случае, если тот (или те) настроят своё средство «наблюдения» на ту или иную «резонансную моду колебаний».
Это должно теоретически быть хорошо понятно при объединении результатов опытов Фейнмана и ранних опытов с фотоэффектом, когда была доказана прямая зависимость скорости вылетевших с фотопластинки электронов от частоты (а не от энергии — интенсивности) падающего света1. Частота это — одно из проявлений «резонансной моды колебаний». Если частота света (частота излучения фотонов, «частиц» электромагнитного поля), которым гипотетически можно «освещать» опыт с электроном и двумя щелями разная, то и траекторию мы должны получить разную (тоже гипотетически). Правда для опытного физического подтверждения этого может быть нужны более “тонкие” приёмы влияния на траекторию прохождения частицы через щель и выбор одной из двух щелей.
Как мы уже говорили, авторы и последователи Теории суперструн не взяли на вооружение триединство «материя-информация-мhра»2, несмотря на то, что эти предельно обобщённые категории Мироздания (Вселенной) в процессе всех опытов последних двух столетий сами просились к ним в голову для соответствующих выводов. Хотя бы поэтому мы не можем считать Теорию суперструн универсальной окончательной теорией функционирования Вселенной (единой теории поля). Однако, некоторые моменты и выводы развития научно-практической мысли физиков весьма интересны, даже если они рассуждают в категориях квантовой физики или даже — Общей теории относительности.
Рассуждая о «разрыве пространства» (в теорию которого мы не будем вдаваться), как о катастрофе и вообще катастрофах во Вселенной с позиции Теории суперструн, Б.Грин связывает его с фейнмановской теорией:
«Подход Виттена1 акцентирует различие между теорией точечных частиц и теорией струн в случае таких разрывов. Суть различия в том, что вблизи разрыва возможны два типа движения струны и только один тип движения точечной частицы. А именно, струна может двигаться, примыкая к разрыву, как и точечная частица, но, кроме того, она может опоясывать разрыв при движении, — что недоступно для точечной частицы, — как показано на рисунке.
