Да, так вот! Самое непонятное для меня в квантовой механике - это вот эти "суперпозиции". Когда квантовая система до момента измерения может находиться одновременно в нескольких состояниях. В частности, когда электрон (до момента измерения) находится "сразу в нескольких местах".
Впрочем, сами физики говорят немного иначе: они говорят, что у электрона в состоянии "суперпозиции" (до измерения) вообще нет свойства находиться где-то конкретно. Как нет у него и траектории движения в классическом смысле.
Конечно, все это можно попытаться объяснить с позиций классической физики - как это, например, делается в интерпретации де Бройля-Бома. Но можно попытаться объяснить это и иначе. Какими-то особыми свойствами пространства-времени, которые проявляются на квантовом уровне.
На перекрестке дорог
Рассмотрим такой пример. На перекрестке стоит пешеход. А в четырех направлениях, на одинаковом расстоянии от него, находятся четыре автомобиля, которые одновременно - равномерно и прямолинейно - с одинаковой скоростью движутся в направлении пешехода и перекрестка.
А теперь проведем окружность через центры масс этих четырех автомобилей. И свяжем эту окружность с автомобилями.
Что будет происходить с этой окружностью при движении автомобилей к пешеходу? Правильно. Она будет стягиваться к центру (к пешеходу), постепенно уменьшаясь в радиусе, пока не стянется в одну точку (или очень маленькую окружность).
Но согласно принципу относительности движения, все инерциальные системы отсчета являются равноправными. И поэтому мы с тем же успехом можем принять, что это не автомобили движутся относительно неподвижного пешехода на перекрестке, а что автомобили остаются неподвижными, а движется к ним (равномерно и прямолинейно) сам пешеход.
А теперь, внимание, вопрос! А как же тогда будет двигаться пешеход относительно сразу четырех этих автомобилей? И относительно неподвижной окружности, которую мы провели через автомобили? Вот именно. Пешеход будет двигаться относительно четырех автомобилей одновременно сразу в четыре стороны. А относительно окружности - одновременно во все стороны.
Движение квантовых частиц
Так вот, я полагаю, что с квантовыми частицами происходит нечто похожее. То есть между измерениями это не частица движется в пространстве относительно каких-то неподвижных систем отсчета - это само пространство движется относительно частицы. Оно как бы "стягивается" в одну точку, в сторону частицы. И в результате оказывается, что частица как бы одновременно движется по всем возможным направлениям.
Ну, а когда мы проводим измерение - мы мгновенно локализуем частицу. То есть определяем ее положение в неподвижной системе отсчете. И если пространство вокруг квантовой частицы однородно и изотропно, и у частицы нет более предпочтительных направлений движения в таком пространстве - то частица локализуется совершенно случайным образом, так что она при измерении (локализации относительно неподвижной системы отсчета) может с равной вероятностью оказаться в любой точке такого пространства.
Что в квантовой механике математически описывается как "коллапс волновой функции". Причем этот "коллапс" происходит мгновенно и во всем пространстве.
Опыт с двумя щелями
Рассмотрим другой пример. Допустим, у нас есть экран с щелью.
А теперь мысленно передвинем этот экран на какое-то расстояние вправо в двух разных направлениях, которые находятся под некоторым углом друг к другу. И поместим там еще два таких же экрана с щелью, так что эти два экрана будут располагаться на некотором одинаковом расстоянии от первого экрана.
"Ну, вы поняли". Когда мы запускаем электрон в сторону экрана с двумя щелями, электрон переходит в особое квантовое состояние. И это не электрон движется в сторону экрана с щелями - это само пространство с экраном движется к электрону. И чем ближе пространство с экраном "стягивается" к электрону, тем ближе оказываются щели друг к другу. А в точке, где находится электрон, эти две щели полностью совмещаются, превращаются в одну щель.
В результате электрон проходит через две щели, совмещенные в одну щель. Но если мы поставим детекторы за щелями, то мы каждый раз будем обнаруживать, что электрон прошел только через одну щель, так как при измерении электрон мгновенно локализуется относительно неподвижной системы отсчета. Совершенно случайным образом, с равной вероятностью за первой щелью или за второй.
Абсурдно?
Вы скажете, что все это выглядит абсурдно? Ну, не более "абсурдно", чем вся квантовая механика. И это всяко лучше, чем невнятное бормотание физиков, напоминающее какое-то "магическое заклинание", о том, что электрон "находится везде сразу, и нигде конкретно". Я же даю вполне внятное объяснение "механизма" того, как и почему такое может быть.
И все дело - в относительности всякого движения и в изменении систем отсчета. Особенность квантовой механики состоит в том, что движение квантовых частиц в пространстве сопряжено с движением самого пространства. Причем только относительно самих квантовых частиц - внешне мы никакого движения пространства не наблюдаем.
И если, согласно СТО, при наблюдении за движущейся системой отсчета пространство-время может совершать поворот (лоренцево вращение) - так что время в движущейся системе для наблюдателя замедляется и происходит лоренцево сокращение длины.
Если согласно ОТО, пространство-время может изгибаться и искривляться вблизи массы. Если, согласно наблюдениям, наша Вселенная расширяется, и это связано с расширением пространства. То почему же, спрашивается, пространство не может "стягиваться" и "сжиматься" относительно квантовых частиц?
Это просто еще одно свойство пространства-времени. Которое проявляется на квантовом уровне. И связано оно с относительностью всякого движения и с изменением систем отсчета.