Как филолог воспринимает квантовую механику? Кто такой кот Шрёдингера? Есть ли в литературе примеры квантовой физики? На эти и многие другие вопросы ответил 16 ноября Кирилл Каменский, преподаватель литературы и русского языка ОБПОУ «Курский базовый медицинский колледж», на лекции, организованной Информационным центром по атомной энергии (ИЦАЭ) Курска.

Квант – это неделимая порция какой-то физической величины. Например, квант света, квант энергии или квант поля, то есть то, что меньше быть уже не может. В свою очередь, квантовая механика – это фундаментальная физическая теория динамического поведения всех элементарных форм вещества и излучения, а также их взаимодействий. Квантовая механика представляет собой теоретическую основу, на которой строится современная теория атомов, атомных ядер, молекул и физических тел, а также элементарных частиц, из которых всё это состоит.

«Например, согласно классической теории, электрон, вращаясь с большой скоростью вокруг ядра, должен излучать энергию и в конце концов упасть на ядро. Этого, как известно, не происходит. Именно поэтому и начали разрабатывать квантовую механику – открытые явления нужно было как-то объяснить, и она оказалась именно той теорией, в рамках которой объяснение было наиболее приемлемым, а все экспериментальные данные сходились», — пояснил эксперт.

Квантовая механика нужна для описания атомных ядер и частиц, из которых те состоят, — протонов и нейтронов. «Эта наука лежит в основе наших знаний о самых фундаментальных свойствах материи, которая заполняет Вселенную. Без неё невозможно выяснить, откуда взялись химические элементы, почему загораются, светят и умирают звёзды, как рождаются космические лучи и что происходит при столкновениях элементарных частиц», — уверен Кирилл Каменский.

На лекции Кирилл простыми словами объяснил такие сложные понятия, как суперпозиция, принцип неопределённости, квантовая запутанность, принцип дополнительности.

«Обычные носки. Вы надеваете носок на левую ногу. И теперь этот носок левый. А другой носок становится правым, причём не важно, где он находится – у вас в шкафу или в другой комнате. А когда носки просто лежат на полу, они оба могут быть и левым, и правым одновременно, то есть их состояние не определено. Это и есть состояние суперпозиции», — объяснил Кирилл.

Эксперт рассказал слушателям лекции свою любимую шутку о принципе неопределённости:

«Полицейский останавливает квантового физика.

— Сэр, Вы знаете, с какой скоростью двигались?

— Нет, зато я точно знаю, где я нахожусь».

А принцип дополнительности был объяснён через искусство и науку — два дополнительных способа изучения окружающего мира. Наука основана на логике и опыте, искусство — на интуиции и прозрении. Они не противоречат, а дополняют друг друга. Так, зрители вместе с экспертом разобрали известный мысленный эксперимент с котом Шрёдингера.

«Своим «опытом» Шрёдингер хотел показать неполноту общепринятой концепции. Мол, если она не работает с макроскопическим объектом, каким является кот, то как мы можем применить её к микроскопическому объекту, каким является атом? Он предлагал искать другие способы понимания квантовой реальности, которые бы не противоречили здравому смыслу», — такой вывод сделал Кирилл.

Эксперт также пояснил такое понятие, как «квантовое самоубийство»: «Это философская гипотетическая ситуация, дополняющая и расширяющая историю с котом Шрёдингера, где человек с угрожающим его жизни устройством, связанным с квантовым событием, считает, что он будет переживать только те ветви реальности, в которых устройство не сработает, и избегать ветвей со взрывом. Это означает, что в этом взгляде человек ощущает себя «бессмертным», потому что он переживает только те ветви, где он остаётся в живых».

Эта концепция, как и мысленный эксперимент с котом Шрёдингера, служит для обсуждения интерпретаций квантовой механики и философских аспектов отношения между наблюдателем и квантовыми событиями. По мнению Кирилла Каменского, она не имеет практической применимости в реальной жизни и является исключительно объектом философских размышлений.

В завершение лекции эксперт посоветовал зрителям прочесть книги, в которых описывается квантовая физика через призму литературы: Эми Катанзано «Квантовая поэтика», Ванна Бонт «Окончательный полёт: квантовая фантастика», Хорхе Луис Борхес  «Вымышленные истории».