Глава 4. За мной, к Алисе, в «Страну чудес», где вещи становятся «всё любопытственнее и любопытственнее»
Я слышу, как вы думаете… Какое отношение последние исследования в области физики имеют к древним, как мир, поискам вечной молодости? Отвечу: самое непосредственное! Ответ был у нас под носом много веков. Сама идея проста. Однако её простота отнюдь не означает её очевидности. На самом деле для объяснения этой простой идеи потребовалось потрясающее открытие в области физики.
Когда вы имеете дело с большими вещами – объектами макромира, вам верно служат органы чувств и интуиция, однако в странной и чудесной стране субатомных частиц ваши чувства не помогут. Язык физики – это математика.
Я уже слышу ваш протест: «Ненавижу математику!» Но постойте, не спешите швырять книгу в сторону! Приготовьтесь следовать за мной в «Страну чудес». Подобно Алисе, вы обнаружите, что вещи становятся «всё любопытственнее и любопытственнее».
– Нельзя поверить в невозможное.
– Осмелюсь предположить, что ты недостаточно практиковалась, – сказала Королева. – В твоём возрасте я занималась этим по полчаса каждый день. Вообще-то иногда мне удавалось поверить в целых шесть невозможных вещей ещё до завтрака!
Возможно, вы думаете, что это вам не по плечу, а может быть, вы крайне заинтригованы. Как бы там ни было – не волнуйтесь! Объясняя увлекательные теории в своей новой книге, я никого не оставлю без помощи. Моя цель – сделать их простыми для понимания и применения в повседневной жизни.
Помните, как появились первые компьютеры? Возможно, вы с неохотой учились взаимодействовать с компьютером – просто потому, что это было для вас непривычно. Вы думали, что компьютеры – это для гениев и волшебников. В один прекрасный день вы заметили, что компьютером овладели ваша дочь и ваш внук, и задумались: «Наверное, это не так уж сложно».
«Я воспитала этого гения, – думали вы. – Так что и я могу научиться». Теперь вы гуляете по Сети, узнаёте счёт бейсбольных матчей, заходите на страницы, посвящённые спорту и вашим хобби, отправляете электронную почту и делаете записи в блоге.
Что, если я скажу вам: сторонясь идей квантовой физики, вы упустите нечто гораздо более глубокое, чем любая информация, которую вы можете найти в Сети?
Квантовая механика уже вошла в мейнстрим! Она больше не является уделом профессоров физики. Действительно, она входит в популярную культуру. Вспомните выражение «квантовый скачок» – его слышал каждый, кто смотрел одноимённое телешоу.
Понимание квантовой механики может улучшить ваш режим питания, ваше здоровье, ваш бизнес и вашу жизнь вообще. Причудливый мир квантовой физики – это место, которого мы не можем (не должны и не имеем права) избегать.
Идеи квантовой физики могут быть довольно абстрактными и иногда не имеют аналогов в обыденном опыте. Обещаю, что ваше путешествие будет максимально безболезненным, но при одном условии: вы пообещаете, что останетесь со мной. Отважно продираясь через эту книгу, позволяйте себе при необходимости перечитывать некоторые предложения и абзацы, но не пропускайте и не оставляйте их недочитанными. Стремитесь к самому глубокому пониманию, на которое способны. Я сделаю всё от меня зависящее, чтобы эти идеи были понятны даже тем, кто совершенно не дружит с наукой.
Не сомневаюсь, что, разобравшись в этом материале, вы его полюбите. Вы устремитесь к новым горизонтам. Вы получите доступ к волшебному миру чудес, происходящих между мирами материи и энергии. Вы будете вознаграждены настоящими прозрениями в природу материи и её взаимоотношения с человеческим телом. Желание и непредвзятость приведут вас к новому рождению, новым идеям, новому опыту и дивному новому началу вашего путешествия к омоложению.
«Нет ничего, кроме атомов и пустоты», – утверждал Демокрит около 2500 лет назад. Материализм возник в тот момент, когда этот древнегреческий философ предположил, что вся материя состоит из крошечных, неделимых частиц, которые он назвал атомами. Когда-то считалось, что законы Ньютона – это высшие законы, управляющие вселенной.
Согласно этим законам, физический мир представляет собой лишь гигантский механизм, работающий как часы. Вы, конечно, можете разобрать часы и заново собрать их. С точки зрения общих представлений о мире традиционной физики, которую представляют Демокрит и Ньютон, в принципе любой объект можно разобрать и собрать, и это будет тот же самый объект, который был прежде.
Основное свойство ньютоновского мировоззрения в том, что наш мир – это «вселенная-часы». В нём всё предопределено с начала до скончания времён. Выдвигается предположение, что камни и планеты объективно существуют, даже если мы не наблюдаем их напрямую. Законы Ньютона создают ощущение, что всё в материальном мире предопределено. Если вы стоите под яблоней, а прямо у вас над головой висит спелое яблоко, оно рано или поздно упадёт вам на голову. Законы ньютоновской физики отражают порядок в видимом мире обычных вещей, таких как падающие камни и движущиеся планеты, ракеты, машины и неодушевлённые предметы.
Предполагается, что в ньютоновской вселенной вещи постоянны, неизменны и подчиняются конкретным законам, а наблюдатель (случайный или имеющий научные цели) необязательно влияет на объект наблюдения. Однако специалисты по квантовой физике убеждены, что любой акт наблюдения влияет на некоторые физические характеристики наблюдаемой частицы.
Помните Гулливера в Стране лилипутов или Алису в Стране чудес? Заглядывая в мир субатомных частиц, мы словно заглядываем в эти миниатюрные литературные миры. Без предупреждения распахнув дверь в спальню, можно запросто создать конфуз, хаос и бедлам.
Аналогичным образом, наивно считать, что, заглядывая в субатомные миры, мы не влияем на порядок вещей. Субатомный мир может показаться безумным местом, но только если в него заглядывает наблюдатель большего размера.
Странность квантового мира противоречит здравому смыслу. Мы горячо отрицаем его. Одна из причин, почему нам так сложно его принять, в том, что он не имеет аналогий в нашем повседневном опыте и не понятен нам интуитивно. Действительно, объекты макромира, которые мы видим каждый день, не подвержены заметному влиянию или негативному воздействию со стороны наблюдателя.
Когда два разных исследователя смотрят на чашку, находящуюся в определённом положении, наблюдение обоих учёных влияет на положение чашки в такой ничтожно малой степени, что кажется, будто они наблюдают за одной и той же чашкой, находящейся в одном и том же месте, и что их наблюдение никак на ней не сказывается. Согласие в отношении полученных данных позволяет учёным заключить, что материальный макромир независим от наблюдения.
Однако измерение времени, необходимого лазерному лучу, чтобы, отразившись от чашки, вернуться обратно, показывает, что плотные объекты – чашки, вазы и стулья – на самом деле перемещаются между наблюдениями на крошечные расстояния, которые невозможно предсказать в рамках законов макромира. Эти бесконечно малые смещения могут начать обретать смысл, если мы сравним реальное движение с математическим ожиданием движения. Добро пожаловать на безумное чаепитие, в котором активно участвуют сами чашки!
В макромире мы принимаем как данность то, что оставленные нами на ночь в холодильнике продукты будут там утром и будут выглядеть примерно так же, как и вечером. Если же что-то исчезает, значит, кто-то из нашей семьи точно слопал это, выйдя на тропу «ночного дожора». В квантовом мире всё не так.
Представьте на минуту, что вы настолько миниатюрны, что можете напрямую исследовать субатомный мир. Теперь представьте, что вы положили что-то на полку (например, льняной хлебец), а позже вернулись посмотреть, что от него осталось. Вы увидите, что объект переместился на другую полку или вообще исчез – здесь, в субатомном мире, это нормально.
Поведение электрона таково, что он перепрыгивает с одной орбиты на другую, так что наблюдатель никогда не знает, где его искать в следующий миг. Таким образом, мы можем говорить лишь о вероятностном положении объекта, но не о его точном положении. Например, наблюдателю будет известно, что электрон, «вероятно», сместился на низкоэнергетическую орбиту, если на атом не воздействует источник энергии.
Квантовая физика настаивает, что человек-наблюдатель необходим не только для наблюдения за характеристиками объекта, но и для определения характеристик объекта. Согласно квантовой физике, не существует абсолютно объективного мира, который просто стоит на своём месте и ждёт, когда мы его обнаружим. Мы сами, как наблюдатели, посредством своего личного восприятия создаём и изменяем то, что считаем миром.
В субатомном мире вы можете заглянуть в холодильник и обнаружить кусок сыроедного морковного пирога, а сразу после этого ваш друг заглянет в холодильник и увидит кусок пиццы с сыром. Видите ли, реальность меняется в зависимости от того, кто на неё смотрит. Если, читая это, вы начинаете думать, что сами создаёте свою реальность, вы всё поняли правильно!
Кого вы видите на знаменитом рисунке «Моя жена и моя тёща» – старуху или молодую женщину?
Они обе присутствуют на рисунке, но вы не можете увидеть их обеих одновременно. В квантовом мире всё ещё интереснее, поскольку вы выбираете из множества рисунков.
Реальность – это предмет нашего выбора. То, что мы воспринимаем как реальность, зависит от выбора, который мы делаем. Каждое наше действие – это выбор, даже если мы не осознаём, что его сделали.
Наши акты наблюдения – это наш опыт обыденного мира. Как происходит «акт наблюдения»? Вы, как наблюдатель, выбираете, что видеть на рисунке. Именно ваш выбор разрешает парадокс.
Согласно квантовой физике все парадоксы, связанные с физической вселенной, решаются одинаковым образом: посредством наблюдения. Квантовая физика подразумевает, что субатомные процессы происходят случайным образом и что намерение человека влияет на исход эксперимента.
Посмотрите на рисунок ещё раз и задумайтесь о том, что ваш акт наблюдения создаёт рисунок в вашем уме и что «это» – «молодая женщина». Затем рисунок играет с нами в прятки: сначала это молодая женщина, а потом вдруг – старуха. Кажется, что рисунок прыгает от одного угла зрения к другому. Эта перемена служит хорошей аналогией абстрактного мира квантовой физики.
Мир, представляющий собой явление, где есть либо молодая женщина, либо старуха, также необходимо осмысливать с взаимодополняющих позиций. Кроме того, учтите, что доминирующая сторона вашего мозга, или ваш доминирующий угол зрения, будет определять то, какую картину вы увидите первой. Наблюдение делает картину «реальной». Без наблюдения «реальный» мир был бы невозможен.
Согласно квантовой физике, реальности нет до тех пор, пока она не будет воспринята. Мы творим свою реальность в каждое мгновение своей сознательной жизни. Мы совершаем это творение, выбирая между множеством вариантов, предложенных нашему уму. Таким образом, на квантовом уровне реальности, когда мы выбираем «видеть» то, что видим, наше переживание становится реальностью.
Эта идея называется принципом дополнительности. Дополнительностью называется двойственность, как в случае «молодая женщина – старуха». Принцип дополнительности напоминает нам, что, пока мы наблюдаем молодую женщину, мы не видим старухи, хотя она по-прежнему присутствует.
То же самое происходит в квантовой реальности. Сосредоточившись на одном проявлении реальности, мы не можем видеть других возможностей. Они есть, но остаются невидимыми. Чтобы в ходе наблюдения постичь реальность с её восхитительной парадоксальной природой, мы должны суметь увидеть её противоположность. Большинство из нас способны видеть либо определённый факт, либо его противоположность, но не то и другое одновременно.
Субатомные частицы – это не маленькие плотные светящиеся шарики, а вибрирующие завихрения энергии, которые невозможно точно измерить, и в отношении которых невозможно понять, как именно они существуют в своём мире. Наблюдая за частицей, мы можем выбирать, что измерять: положение частицы или её импульс (то есть произведение массы частицы и её скорости), но мы не можем измерить и то, и другое одновременно.
Важный закон квантовой теории – принцип неопределённости гласит, что эти два качества невозможно точно измерить одновременно. Чтобы узнать положение частицы, мы должны предположить, что она фиксирована в пространстве, по крайней мере на долю секунды. Чтобы узнать скорость частицы, мы должны предположить, что она движется, по крайней мере на долю секунды.
Мы должны начать с одного из предположений, но не с обоих предположений одновременно, поскольку стационарное положение и движение противоречат друг другу. Они не могут быть вместе – в одно и то же время. Теперь понимаете, почему любые замеры положения электрона и его скорости или этих же характеристик любых других элементарных частиц основаны на неточном знании?
Чтобы наблюдать за электроном, мы должны достать до него. Мы должны установить необходимое измерительное оборудование. Исследователь определяет, что измерять – положение или импульс. Установка оборудования для измерения одной характеристики не даёт нам установить оборудование для измерения другой, и второе измерение становится невозможным. Более того, измерение меняет состояние самого электрона.
Дело не только в оборудовании, которым мы располагаем в данный момент. Современная физика утверждает, что одних изобретений, одного технического прогресса никогда не будет достаточно, чтобы преодолеть принцип неопределённости. Это ограничение не исчезнет никогда, поскольку оно не имеет никакого отношения к несовершенству методов измерения. Это ограничение – неотъемлемая часть атомной реальности.
Положение частицы не может быть измерено по той причине, что частица просто-напросто не имеет фиксированного в определённый момент положения, которое могло бы быть измерено. Если же мы решим измерить импульс (произведение скорости и массы), частица не будет иметь определённой скорости, которая может быть измерена в какой бы то ни было момент.
Сам факт наблюдения меняет всё. Вселенная уже никогда не будет прежней после того, как одна из её частей подверглась наблюдению. Чтобы понять, что вообще здесь происходит, вычеркните слово «наблюдатель» и поставьте на его место слово «участник».
Квантовая физика утверждает, что все мы причастны к творению. Разве не поразительно, что у нас есть эта свободная воля? Получается, что «реальность» возникает в результате добровольного совместного творческого процесса.
Принцип неопределённости, заложенный в квантовой физике, отрицает непрерывность и стабильность всех вещей. Это идёт вразрез с нашим врождённым стремлением к безопасности. Да, квантовая физика отнимает у нас непрерывность. Да, она отнимает у нас стабильность. Она отнимает предсказуемость. Однако, как мы можем сами убедиться, она даёт нам взамен множество других вещей. Она даёт нам то, что наделяет нас гораздо большим могуществом, – способность создавать собственную реальность.
Наша вселенная в целом и наши тела в частности должны следовать законам квантовой физики. Только представьте себе все возможности, которые у нас появляются. Можем ли мы научиться использовать квантовые принципы в своих интересах и получать от этого пользу?