Когда же речь заходила о роли наблюдателя, присутствующего при проведении тех или иных опытов, то здесь Дейва клинило окончательно и бесповоротно. Хоть убейте, но он никак нем мог понять, как сам факт наблюдения в квантовой механике может влиять на результаты эксперимента. «Каким образом, – задавал он себе один и тот же вопрос, – это может происходить? Мы что, волшебники, способные своим взглядом изменять существующую реальность?» И раз за разом он воспроизводил по памяти один из главных мысленных экспериментов, объясняющих этот факт, – так называемый «парадокс кота Шрёдингера».
В закрытом ящике находится кот, а рядом с ним, в том же ящике, – атом радиоактивного изотопа, счётчик продуктов распада и устройство, которое при срабатывании счётчика разбивает ампулу с ядом. Пока атом не распался, с котом всё в порядке, но, когда атом распадается, под действием продуктов распада срабатывает счётчик, по его сигналу специальное устройство разбивает ампулу, и кот гибнет от яда.
Далее вступает в силу вероятностный характер квантовой механики. Неизвестно, когда атом распадется, в каждый данный момент имеется лишь определённая вероятность распада. А точнее, в каждый данный момент атом находится в суперпозиции двух состояний: состояния, когда он ещё не распался, и состояния, когда он распался. И в результате возникает парадокс. Подходя к закрытому ящику, мы должны, согласно законам квантовой механики, считать, что система (атом плюс кот) находится в суперпозиции двух состояний: нераспавшийся атом плюс живой кот и распавшийся атом плюс мёртвый кот.
Открыв ящик, мы, разумеется, никогда никакой суперпозиции не обнаружим, а увидим либо живого кота (и ещё не распавшийся атом), либо мёртвого кота (и уже распавшийся атом). Описание системы зависит, следовательно, от того, открыли мы ящик или ещё не открыли. В этом и состоит парадокс.
В более общих терминах описание системы после измерения зависит от того, осознал наблюдатель результат измерения или нет. В случае шрёдингеровского кота измерением можно считать всю описанную процедуру, а результатом измерения – то, что наблюдатель видит, открыв ящик. При этом драматическая ситуация с гибелью кота призвана лишь усилить психологическое воздействие на того, кто рассматривает эту ситуацию. На самом деле парадоксальность возникает в любом квантовом измерении: пока результат измерения не осознан наблюдателем, этот наблюдатель описывает состояние системы как сосуществование (суперпозицию) двух или более альтернатив. Если же результат измерения уже осознан, тот же наблюдатель описывает состояние как одну из альтернатив.
Каждый раз, перед тем, как открыть холодильник, молодой Дейв представлял себе, как в нем бегает живая еще курица, несущая яйца, помидоры зеленеют на ветках, а молоко находится не в пакетах, а в коровьем вымени. И только после того, как он заглядывал внутрь, то есть проводил, в известном смысле, измерение системы, он убеждался в том, что все же внутри холодильника находятся полуфабрикаты, а не сами целые и невредимые, хоть и потенциально съедобные растения или животные.
По мере накопления квантовой информации его мозг становился все тяжелее и тяжелее, а психоз нарастал. К тому же, отец все чаще и чаще стал спрашивать его о планах поступления и предлагал конкретные варианты из числа лучших американских юридических учебных заведений. Пора было кончать с этой личностной суперпозицией (юриспруденция – физика) и однажды вечером Дейв решительно заявил отцу:
– Я хочу заниматься квантовой физикой.
Услышав это, пожилой адвокат вышел в свой кабинет и застрелился. В переносном смысле этого слова, конечно. Он не хотел переубеждать сына, ибо понял, что это, вряд ли, получится. А радостный Дейв, которого после чистосердечного признания сразу отпустило, пошел первый раз в бар и напился с друзьями до состояния полураспада, хотя это состояние имело к квантовой механике лишь косвенное отношение.
На следующий день в его голове в состоянии суперпозиции находились такие противоречивые составляющие, как пиво и виски, но он продержался и к вечеру уже имел повторую вполне позитивную встречу с отцом на предмет выбранного пути.
– Я уважаю твое решение, сын, – сказал Штанмайер старший, – тем более, что твой прадед по материнской линии, как выяснилось, был достаточно известным физиком. Возможно, в тебе говорят его гены. Возражать против природы было бы преступно с моей стороны. Помни только одно: если тебе понадобится мудрый совет, ты всегда можешь обратиться ко мне, если это только не касается естественных наук. Признаться, я в них – полный профан. Более того, открою тебе еще одну маленькую тайну: все отличные юристы и экономисты – это неудавшиеся технари. Так что, вот тебе мое родительское благословение: хочешь быть физиком, значит, будь им!
Так оно, в конечном счете, и произошло. После получения степени бакалавра Дейв поступил в магистратуру физического факультета Массачусетского технологического института, с которым у него оказалась связана и вся дальнейшая жизнь. Естественно, по мере углубления в предмет знания ученого становились все более обширными и систематизированными. Он освоил целый ряд математических, физических и даже химических дисциплин. Все давалось ему относительно легко, все за исключением его любимой квантовой механики. Ее слишком вычурный, неестественный и, если угодно, нелогичный характер – как это – кот жив, и одновременно – кот мертв? – ввергали его в, казалось бы, давно забытое юношеское непонимание предмета и сопутствующее ему уныние. Самым неприятным во всей этой истории было то, что он совершенно отчетливо понимал, что разгадка этой дилеммы лежит где-то на поверхности, что она чрезвычайно простая, настолько простая, что ее до сих пор никто не может найти.
Порыв ветра, подувшего ему навстречу, приятно освежил Дейва и направил его мысли на содержание предстоящей лекции. Для начала всегда было полезно огорошить первокурсников всей этой гаммой квантовых парадоксов и неопределенностей. Забавно было смотреть в их глаза, полные ужаса и непонимая от всех этих квантовых перипетий. Наверное, в эти мгновения он вспоминал и себя некогда абсолютно беспомощного птенца, внезапно выпавшего из гнезда и попавшего в абсолютно другую реальность. Он знал, что это постепенно пройдет, но никогда не пройдет до конца. Осадок от чего-то недосказанного или недопонятого многие из них, вероятно, так же, как и он, пронесут через всю свою жизнь.
Затем Дейв подумал, что сегодня начнет с того, что расскажет студентам об одном из базовых принципов квантовой механики – принципе неопределенности Гейзенберга, в соответствии с которым частица с определённым значением энергии, находящаяся в коробке с идеально отражающими стенками, не может быть описана ни определённым значением импульса, учитывая его возможные изменения, ни каким-либо определённым положением или пространственной координатой. Поскольку волновая функция частицы делокализована на всё пространство коробки, то её координаты не имеют определенного значения. Локализация частицы осуществлена не точнее размеров коробки. В этой связи, о чем, собственно, и говорит принцип неопределенности Гейзенберга, наблюдатель не в состоянии измерить сразу обе величины такой частицы. В момент, когда происходит точное измерение импульса частицы, ее координаты не могут быть измерены, и, наоборот, при измерении координат нельзя определить импульс. Квантовая механика позволяет лишь с определенной вероятностью вычислить, скажем, местонахождение той же частицы. Проверить это можно путем ее фиксации, но, опять-таки, зафиксировав ее координаты, мы ничего не сможем сказать об импульсе частицы и так далее.
Потом он для разрядки как обычно расскажет студентам несколько анекдотов на эту тему. Например, такой. Полицейский останавливает Гейзенберга на дороге и спрашивает: «Вы знаете, как быстро Вы ехали, сэр?». На что физик отвечает: «Нет, но я точно знаю, где я!» Или еще такой. Домохозяйку спрашивают: «Скажите, в чем состоит принцип неопределенности для женщин?» А она отвечает: «Чтобы испортить отношения, достаточно их выяснить». После этого он по устоявшейся уже годам традиции покажет научно-популярный фильм о великих физиках прошлого, ответит на вопросы и запишет желающих с ним пообщаться дополнительно студентов на индивидуальную встречу. В общем, все будет как обычно, рутинно-торжественно, и едва ли какая-либо случайность вероятностного микромира сумеет нарушить это ставшее уже привычным течение жизни.
У дверей аудитории стоял небывалый ажиотаж. Съехавшиеся со всех уголков страны будущие физики знакомились друг с другом и делились разного рода информацией. Их лица были воодушевлены и благородны. Всегда было приятно смотреть на таких молодых людей. Они, безусловно, составляли цвет и опору нации. Конечно, опыт подсказывал, что не все из них донесут эту тяжелую ношу до конца института. Кто-то – обычно эта цифра находилась в промежутке от семи до десяти процентов – отсеется в процессе обучения по причине неуспеваемости. Кто-то – обычно порядка пяти процентов – переведется в другое учебное заведение, но большинство из них останется. А кто-то – особо выдающиеся один-два человека из потока – станут в скором времени по-настоящему великими учеными.
При виде преподавателя студенты благоговейно замолкли и поспешили занять свои места. Профессор оглядел зал, поприветствовал собравшихся, попросил всех сесть и начал знакомство с переклички. После этого он отложил журнал посещаемости в сторону, достал необходимые материалы и приступил к лекции, стараясь придерживаться намеченного ранее формата. Сначала все шло как всегда, спокойно и тихо. Он старался говорить размеренно и громко, чтобы все могли записать его слова. Время от времени он обращался к интерактивной доске, на которую выводил соответствующие формулы и рисунки. Слышно было, как шуршали авторучки студентов. Кое-кто из них, впрочем, сразу записывал лекцию на планшет, что не поощрялось, но и не каралось в целом лояльным по отношению к своим студентам профессором.
Первая половина лекции прошла хорошо и мирно, а вот вторая внесла в жизнь Дейва Штанмайера и его учеников определенные коррективы. Все началось с того, что в одно из двух просторных окон с открытыми форточками кто-то неожиданно очень громко постучал. Звук был настолько резким и неприятным, что большинство студентов непроизвольно вздрогнули. Самого же профессора прошиб холодный пот, который ручьем покатился по его лбу и спине. Какое-то очень нехорошее чувство появилось у никогда ничего подобного не испытывавшего преподавателя.
– Прошу сохранять спокойствие, – сказал он.
Эффект от этой фразы возымел обратное действие. Студенты, также, по-видимому, почувствовавшие какую-то опасность, повскакивали со своих мест и стали в ужасе оглядываться по сторонам. Напряжение в аудитории нарастало с неимоверной быстротой. Профессор внимательно проследил за взглядом одного из них и вдруг ахнул от неожиданности: он готов был поклясться, что прямо под потолком увидел медленно проплывающую и словно бы оглядывающую всех свысока полупрозрачную аморфную сущность, похожую на плазменный сгусток. На секунду Дейв закрыл глаза и сразу же открыл их вновь в надежде на то, что дикое видение исчезнет. Но этого не произошло. Напротив, создалось впечатление, что странное создание на чем-то или на ком-то концентрируется, все больше и больше сжимаясь в комок, так, словно оно готовится к прыжку.
– Кто-нибудь, вызовите, пожалуйста, полицию, – попросил профессор, не спуская глаз с непрошенного гостя.
Теперь он старался разглядеть пришельца повнимательнее. Неслучайно он сразу ассоциировал его с плазмой ввиду его тягуче-аморфной полупрозрачной консистенции. Цвет незнакомца был бледно-бирюзовым, собственно, благодаря чему он и был хоть и плохо, но все же заметен на светлом фоне недавно побеленного потолка. Несмотря на отсутствие каких-либо признаков живого существа, – глаз, пасти и тому подобного, – не вызывало никаких сомнений то, что это нечто – вполне мыслящее, да, к тому же, по всей вероятности, очень голодное создание. Это читалось, по его движениям и, если угодно, передавалось по воздуху неким телепатическим способом. «Подождите еще немного, – как бы говорила сущность, – сейчас я определюсь, и все скоро закончится. Бояться не надо, я пришла сюда не за тем, о чем вы все сейчас одновременно подумали. Мне не нужны все ваши жизни. Я заберу только одну, только одну…» И с этим словами она неожиданно резко, точно стрела, метнулась в сторону одного зазевавшегося студента.
Симпатичный высокорослый парень, имя которого профессор еще не успел запомнить, упал как подкошенный и забился в конвульсиях, сильно напоминавших эпилептический припадок. В то время, как он в муках извивался и на глазах ошарашенных студентов, как мог, пытался противостоять одолевающей его сущности, Дейв Штанмайер, повинуясь некому инстинктивному порыву, подбежал к стене, на которой висел огнетушитель, снял его и, добравшись до бедного студента, окатил его с головы до ног противопожарной пеной. К всеобщему удивлению, это странное, на первый взгляд, действие возымело свой эффект. Сущность неизвестно куда испарилась, а как ни в чем ни бывало поднявшийся на ноги студент стал интенсивно стряхивать с себя пену обеими руками, удивленно глядя на профессора и как бы спрашивая: «За что?»
Когда он закончил, все присутствующие окружили его, ощупали, кто-то даже потрогал его лоб, чтобы проверить темпратуру, после чего отложивший в сторону огнетушитель Дейв Штанмайер спросил:
– С тобой все в порядке?
– Со мной-то да, – неожиданно ответил студент, – а что произошло с вами? Почему вы меня вдруг окатили?
Профессор хотел было что-то сказать, но не смог найти внятного объяснения своим действиям. От затянувшейся было неловкой ситуации его спасло появление полиции, которую кто-то все же успел вызвать, и которая, как это не удивительно, сумела приехать достаточно быстро…
Глава 2. Странник.
Привет, я Странник. Это имя я дал себе сам. Как так получилось? Во-первых, мне некому было его дать, а во-вторых, оно очень точно отражает мою двойственную и противоречивую натуру. К тому же, если мы углубимся в семантику этого слова, то также найдем здесь много любопытного и имеющего ко мне либо самое что ни на есть прямое, либо опосредованное отношение. Конечно, прежде всего, я странник, путешественник, скиталец, пилигрим. Я пришел в этот мир неизвестно откуда, неизвестно когда и неизвестно зачем. Но я пришел, значит, это кому-то нужно. Возможно, вы удивитесь, но это было именно так и никак иначе: около двух лет назад я появился на Земле, скажем так, в уже готовом состоянии. Мне не нужно было, как всем вам, вызревать в течение долгих девяти месяцев в утробе матери, проходить стадии младенчества, детства и юношества. Я просто взял и появился на свет в образе мужчины в пору расцвета, то есть в возрасте примерно от двадцати до тридцати пяти лет. Правда, как вы, наверное, уже поняли, это не более, чем мое предположение. С тем же успехом мне может быть и сорок пять и семьдесят, и даже двести пятьдесят. Но мне, разумеется, приятно думать, что мне все же двадцать восемь. Поэтому остановимся на этой прекрасной во всех отношениях величине. Чем она прекрасна? Если мы начнем рассуждать на эту тему, то можем так далеко уйти в сторону от основного русла нашего повествования, что нас закружит водоворот событий и низвергнет водопад безвозвратности, так что постараемся, насколько это возможно, не отвлекаться и двигаться намеченным маршрутом. Единственное, что хочется сказать в защиту числа «двадцать восемь», так это то, что, согласно нумерологии, это крепкая единица, символ Солнца, цифра цифр и так далее и тому подобное.