Самое непонятное явление природы, которое и привело меня в теоретическую физику - это корпускулярно-волновой дуализм, порождающий целый ряд разнообразных парадоксов, противоречий и, казалось бы, очевидных несуразиц. Мы обсуждали этот вопрос с профессором из МГУ в перерывах, когда снимали прошлый ролик по фундаментальным вопросам физики, и меня посетила одна крамольная мысль, которую я и хочу описать в этой статье.
Думаю, многим известен так называемый опыт Юнга, где сквозь препятствие с двумя щелями пропускают луч света, который ведёт себя вопреки ожиданиям учёных прошлого как волна, а не как частица. Но всё бы ничего, если бы аналогичного рода эксперимент не провели с электронами, в корпускулярности которых никто не сомневался. Твёрдо установлено, что электрон - это частица с вполне себе определёнными размерами и положением в пространстве. Но товарищи экспериментаторы начали пропускать электроны через перегородки с щелями и к своему удивлению при некоторых условиях начали обнаруживать интерференционные картины аналогичные тем, что были получены в опытах со светом.
Надо ли говорить, что с тех пор наплодили столько гипотез и теорий, которые противоречили здравому смыслу, что приходится только удивляться? Но в конечном итоге это вылилось в заявление, что абсолютно всё в природе одновременно является и волнами, и частицами. А про эффекты квантовой запутанности, телепортации и прочие более сложные понятия говорить не приходится. Всё это порождение слишком вольного отношения к результатам эксперимента. И вот почему.
Как бы мы ни хотели утверждать, что эксперименты со светом и электронами аналогичны, это не вполне верно. Если свет могут действительно пропускать через две щели, соизмеримые с длиной его волны (а именно это и требуется для получения эффекта), то с электронами ситуация куда сложнее. В случае с малыми частицами поступают более хитро - электроны рассеивают через некоторые кристаллические решётки. Как вы понимаете, в данном случае щелей будет далеко не две, а целое множество. Тогда давайте рассмотрим, что получится, если бы мы проводили аналогичный эксперимент в обычном воздухе.
Берём мячик, и стреляем им по мишени. Согласно всем законам аэродинамики и логики распределение попаданий будет следующим:
Теперь представьте, что на достаточно удалённом расстоянии стоит стена с двумя отверстиями. Т.е. наш мячик будет подлетать к стене, часть будет отскакивать, а часть пролетать сквозь эти препятствия. Каждое отверстие в стене можно считать отдельным "источником" мячиков, интенсивность каждого из которых будет также укладываться в нормальное распределение. В результате чего за стеной на мишени мы увидим следующую картину:
Как и положено, имеем два "засвета", куда частица попадает чаще всего. Но теперь давайте у нас будет не два отверстия, а несколько. Логика та же, а результат следующий:
На данном графике синей жирной линией обозначена сумма всех попаданий из пяти отверстий. Теперь мы можем поиграться с параметрами:
Как видите, мы можем получить как "интерференционную" картину, непосредственные "засветы" от каждого отверстия, так и вообще одно пятно. И здесь волновая природа вообще ни при чём. Все явления при подобной постановке могут быть описаны через дифракцию. Чем более плотная среда, сквозь которую летит частица, и чем более подвержена воздействию среды сама частица, тем более её будет отклонять. В зависимости от физических характеристик тела, таких как форма, масса, вращение и т.п., величина отклонения будет меняться. И тогда все квантовомеханические эффекты оказываются следствием не корпускулярно-волнового дуализма, а обычной аэродинамики. Закономерности одни и те же, а причины и выводы совсем разные.
Из этой истории может следовать тот замечательный факт, что все исследования по квантовой механике, включая квантовые компьютеры, защищённые каналы связи, основанные на неопределённости Гейзенберга, и многое-многое другое - это тривиальные следствия наличия эфира (среды, заполняющей вакуум) в природе и разнообразия свойств частиц. А все рассказы о том, что квантовую механику никто в мире не понимает и её просто нужно принять, как данность, - расписка в интеллектуальном бессилии академической науки.
Во вступлении я писал про свет. С ним ведь тоже надо разобраться. И это я постараюсь сделать в следующий раз. Заодно рассмотрим неравенства Белла и почему они являются ярчайшим доказательством существования эфира, а не обоснованием нелокальности реализма.