Главная | Обратная связь

Более подробно о квантовых волнах в полете

Чтобы понять потенциальное значение представлений физиков о квантовых волнах, давайте подумаем о том, что происходит с электроном, когда он излучается из электронной пушки.

Обратите внимание на три области на рисунке «Полет электрона» – I, II и III. В области I электрон (темное пятно) находится в пушке перед тем, как он вылетает через щель. В области II, хотя точный путь или траекторию полета электрона нельзя проследить (физически измерить), поскольку любое измерение привело бы к коллапсу волновой функции, мы все еще знаем, что электрон может быть представлен волной (из квантового волнового уравнения) до тех пор, пока он не достигнет точки B в области III – где подает сигнал детектор, указывая на прибытие электрона.

Согласно этой точке зрения, считается, что до испускания в области I электрон является частицей (хотя его точную природу невозможно видеть). В фазе II квантовая физика описывает частицу как виртуальную волну; математическая формулировка является точной, но не поддается измерению в общепринятой реальности.

Понятие волны квантового уровня является воображаемым; это идея, подобна импульсу страны грез, нечто такое, что можно помыслить или почувствовать, но не увидеть или измерить. Мнимые характеристики волновой функции дали начало многим аналогиям в общепринятой реальности. Именно поэтому первооткрыватель квантовых волн Эрвин Шрёдингер с 1920 гг. считал их реальными «волнами материи», как он их назвал. Однако подобные волны так и не были обнаружены в экспериментах, проводившихся в общепринятой реальности.

Очевидно, Бом воспользовался этой ранней идеей о колебательной природе волновой функции, которую отчасти уже предлагал его предшественник Луи Де Бройль. Именно Де Бройль в 1923 г. (будучи аспирантом Сорбонны) обнаружил, что частицы демонстрируют волноподобные свойства, которые описывают «определенные внутренние циклические процессы» частиц. Хотя будущее развитие физики показало, что «волны материи» нельзя измерить, некоторые физики до сих пор обращаются к идее пилот-волны, предложенной Бомом.[43]

В книге «Неделимая вселенная» Бом доказывал, что волновое описание (область II) столь же точно, как сама математика:

«Поэтому образное качественное понятие, в конечном счете, является столь же ключевой чертой общего вида (квантовой теории), как и точное и абстрактное математическое понятие. Вместе взятые, они не только представляют более всеобъемлющую достоверность, чем каждое в отдельности, но, кроме того, каждое из них может служить ключом к даль­нейшему развитию другого».

Нелокальность

Волновое уравнение представляет феномен нелокальности в квантовой теории. То есть, в своих не поддающихся измерению состояниях в области II волна, представляющая частицу, может в любое время быть в любом месте вол вселенной. Только когда частицу «наблюдают», она переходит («коллапсирует») от волновой природы к корпускулярной, превращаясь в объект, обладающий точным местоположением (например, в точке B). См. следующий рисунок. Не существует общепринятого научного объяснения того, как это происходит; это остается одной из загадок квантовой механики (которую я считаю обусловленной маргинализацией едва уловимого фона повседневных событий).

Таким образом, в области II волновая функция или пилот-волна является нелокальной вплоть до своего «коллапса» в результате измерения. В своем «большем» нелокальном состоянии направляющей волны, она находится повсюду и связана со всем во вселенной.

___________________________________________________________________________

Бом связал воедино идеи частицы и волны, представив себе образную аналогию корабля и направляющей его радарной волны. Хотя в измеримой (общепринятой) реальности нет волны или частицы, которую можно было бы измерить в единственном числе, Бом воспользовался воображением, чтобы объяснить, как можно зрительно представить себе квантовую волну, направляющую частицу, с которой она связана. Используя аналогию корабля в море, он сказал, что частица подобна кораблю, а волновая функция – радарной волне, которая направляет корабль в море. Вот как я изобразил эту наглядную аналогию.

(Подпись под рисунком: «ПИЛОТ-ВОЛНА». Квантовая волна Бома – Де Бройля, изображенная в виде потока информации, направляющего корабль в море).

В этой образной аналогии корабль «ощущает» волны и направляет себя в соответствующим образом. Все, что происходит на этом корабле – мысли капитана, поведение команды, работа двигателя – взаимосвязано с «разумом» пилот-волны. Я бы описал такую картину, как сочетание вариантов одного и того же, относящихся к общепринятой реальности и стране грез. Здесь вариант ОР частицы или объекта, символизируемый кораблем, расширяет относящийся к стране грез образ виртуального или математического описания.