Леонард Сасскинд, Арт Фридман

«Квантовая механика». Глава из книги

Предисловие

Альберт Эйнштейн, который во многих отношениях был отцом квантовой механики, имел с ней характерные отношения любви-ненависти. Его полемика с Нильсом Бором — Бор полностью принимал квантовую механику, а Эйнштейн относился к ней крайне скептически — хорошо известна в истории науки. Общепринятое мнение среди большинства физиков состоит в том, что Бор победил, а Эйнштейн проиграл. На мой взгляд, и, я думаю, это мнение разделяет растущее число физиков, такая оценка несправедлива в отношении взглядов Эйнштейна.

Бор и Эйнштейн оба были очень глубокими мыслителями. Эйнштейн изо всех сил стремился показать, что квантовая механика внутренне противоречива; Бор, однако, всегда находил возражения на его аргументы. Но в своей последней атаке Эйнштейн указал на нечто столь глубокое, столь контринтуитивное, столь тревожащее и в то же время столь возбуждающее, что в начале XXI века эта идея вновь вдохновляет физиков-теоретиков. Единственным ответом Бора на последнее великое открытие Эйнштейна — открытие квантовомеханической запутанности — было его игнорирование.

Явление запутанности — это ключевой факт квантовой механики, факт, который делает ее столь отличной от классической физики. Благодаря ему под вопросом оказалось все наше понимание того, что в физическом мире является реальным. Согласно обыденному интуитивному представлению о физических системах, если мы всё знаем о системе, то есть всё, что в принципе о ней можно знать, то мы знаем также всё о ее частях. Если мы располагаем полным знанием об автомобиле, то знаем всё о его колесах, двигателе, коробке передач — вплоть до последнего винтика, удерживающего обивку. Будет абсурдом, если механик скажет: «Я знаю всё о вашем автомобиле, но, к сожалению, я ничего не могу сказать о его деталях».

Но ведь именно это Эйнштейн объяснял Бору: в квантовой механике можно знать всё о системе и ничего о ее отдельных частях, однако Бор не смог признать этот факт, который также игнорировался в нескольких поколениях учебников по квантовой физике.

Все знают, что квантовая механика странная, но я подозреваю, что лишь очень немногие могут сказать, в каком именно смысле. Формально это книга является курсом лекций по квантовой механике, но она отличается от большинства курсов и учебников. Она концентрируется на логических принципах квантовой теории и ставит целью не скрыть глубочайшую странность квантовой логики, а вытащить ее на дневной свет.

Я хочу напомнить, что эта книга — одна из нескольких, тесно связанных с серией моих онлайновых лекционных курсов под названием «Теоретический минимум». Мой соавтор Арт Фридман был слушателем этих курсов. Книга много приобрела благодаря тому, что Арт находился в процессе изучения ее предмета и потому был очень чувствителен к вопросам, которые могут смутить начинающего. Процесс написания доставил нам массу удовольствия, и мы пытались отчасти передать эту атмосферу с помощью юмора. Если он вам не понравится, просто игнорируйте его.

Леонард Сасскинд

Когда я получил в Стэнфорде диплом по информатике, то не догадывался, что спустя годы вернусь сюда слушать лекции Леонарда по физике. Моя короткая «карьера» в физике завершилась много лет назад, когда я получил степень бакалавра. Однако у меня сохранялся живой интерес к предмету.

И, похоже, я оказался в большой компании — в мире полно людей, кто искренне и глубоко интересуется физикой, хотя жизнь увела их в другом направлении. Эта книга предназначена для всех нас.

До некоторой степени квантовую механику можно оценить на чисто качественном уровне. Однако для того чтобы вполне насладиться ее красотой, нужна математика. Мы постарались сделать основную часть этой замечательной книги полностью ясной для математически грамотного человека, не имеющего подготовки в области физики. Я считаю, что мы сделали очень хорошую работу, и надеюсь, что вы с этим согласитесь.

Никто не может выполнить такого масштаба проект в одиночку. Сотрудники Brockman, Inc. значительно упростили коммерческие аспекты, производственный отдел Perseus Books был бесподобен. Хочу выразить искреннюю благодарность Т. Дж. Келлехеру, Рейчел Кинг и Тисси Такаджи. Нам также повезло работать с прекрасным литературным редактором Джоном Сёрци.

Я признателен другим студентам Леонарда, продолжающим учиться у него, за то, что они постоянно поднимают глубокие провокативные вопросы, и за множество вдохновляющих разговоров после занятий. Роб Колуелл, Тодд Крэйг, Монти Фрост и Джон Нэш сделали к рукописи конструктивные замечания. Джереми Брэнском и Расс Брайан подробно проверили весь текст и обнаружили множество проблем.

Я благодарен семье и друзьям за поддержку и энтузиазм, в особенности моей дочери Ханне за заботу о повседневных делах.

Помимо любви, поддержки, понимания и чувства юмора моя замечательная жена Маргарет Слоун приложила руку к трети всех рисунков, включая обе картинки пивной «Гильбертc Плэйс». Спасибо, Мэгги.

В начале работы Леонард, чувствуя силу моей мотивации, отметил, что один из лучших способов изучить физику — писать о ней. Это правда, но я даже не догадывался, до какой степени, и благодарен за то, что получил шанс это узнать. Огромное спасибо, Леонард.

Арт Фридман


0
Написать комментарий

    Элементы

    © 2005-2017 «Элементы»