Может быть, это самое глубокое и самое странное открытие в естествознании нашего века. А может быть, и не только нашего века. Обнаружилось, что мир природы — вероятностный мир!

В это трудно вникнуть, еще труднее с этим примириться. Академик Фок рассказывает, как Эйнштейн выражал свое несогласие с таким толкованием законов микродействительности: «Он не раз полушутя, полусерьезно говорил, что никак не может поверить, чтобы господь бог играл в кости».

Игра в кости… Одна из тех игр, где все решает случай. Пока кости не брошены, в них дремлют любые возможности сочетания чисел на гранях. И пока они лежат в горсти азартного мальчишки, лишено всякого смысла спрашивать: каково там сейчас сочетание чисел? Это безответный вопрос. И не потому, что мы не видим костей, а мальчишка не хочет разжать ладоней, но потому, что они, эти наброшенные кости, капризно привалясь одна к другой углами да ребрами, могут вообще не давать там, в темноте горсти, никакого читаемого сочетания граней. И, даже открыв ладони, мальчишка не открыл бы нам этой тайны, ибо самой тайны нет: есть кости, есть все таящиеся в их комбинациях возможности, но нет осуществившихся сочетаний — кости лежат беспорядочной кучкой и ничего не показывают. Их надо бросить на стол — нужно произвести опыт, чтобы одна из возможностей превратилась в действительность! Какая осуществится? Это дело случая. Управляет случаем закон распределения вероятностей.

Вот так же не имеет ответа естественный, казалось бы, вопрос: где находится сейчас частица на дне волнового пакета? Это пакет еще не осуществившихся ее возможностей — «пакет вероятностей». Конечно, хотелось бы думать, что где-то пребывает она там в точно определимом месте, да только мы по несовершенству наших знаний указать это место не можем и потому довольствуемся вычислением вероятностей. А завтра, когда знаний у нас прибавится, эта тайна перестанет быть тайной: физики научатся без запинки указывать координату частицы всегда, когда им этого захочется. Такая надежда представляется вполне основательной, мысль о ней — абсолютно законной. До такой степени законной, что на протяжении тридцати пяти лет, со времени «чуда 26-го года» и до наших дней, многие физики — всемирно известные и совсем неизвестные, многие философы — материалисты и нематериалисты, безуспешно пытаются разжать ладони азартного мальчишки, веря, что там всегда лежит готовая комбинация граней — надо только увидеть ее и прочитать.

Вся трудность примирения с квантовой механикой в том и состоит, что она запрещает питать эту надежду и нянчить эту мысль! Она утверждает, что никакой «тайны точной координаты» нет. Ее нет у самой природы, и поэтому тут решительно нечего открывать.

И снова — все оттого, что любая микрочастица по природе своей «волница», а вовсе не корпускула, у которой есть жесткая однозначная линия поведения. Надо создать физические условия, чтобы электрон проявил себя как частица, чтобы из всех возможностей, скрытых в его волновом пакете, какая-нибудь действительно осуществилась. Нужно втянуть электрон во взаимодействие с прибором или с другой частицей, которая «измерит» его координату (как фотопластинка за щелью в экране).

Нужно произвести опыт.

«Нужно бросить кости!»

Какая из возможностей станет на сей раз действительностью, а какая станет действительностью в другой раз? Тут в игру вступает случай. Вернее всего, он отдаст предпочтение наиболее вероятному варианту события. Но оттого, что это произойдет, не надо думать, будто вариант был единственно возможным.

Природа, все бытие которой как бы непрерывное экспериментирование, непрерывно «бросает кости». В это-то и не хотел поверить Эйнштейн, в шутку ссылаясь на бога.

…Здесь все время шел разговор о местонахождении частицы — об ее координате. Но это только потому, что обо всем другом рассказывать гораздо труднее. У физиков, конечно, кроме этого первого вопроса к частице, есть множество иных и часто несравненно более важных вопросов. И главное — не только к отдельной частице (к электрону, например), а и к системе частиц (скажем, к атому). Это вопросы о скорости и энергии движения, о квантах и спектрах излучения, о распадах неустойчивых частиц и временах их жизни, об ионизации атомов и превращениях атомных ядер… Словом, вся атомная и ядерная физика, вся микрофизика вообще, — это цепная реакция вопросов, которые задают ученые «волницам» и систёмам «волниц». И как в атомном котле, реакция эта разветвленная: вопросы нарастают лавиной. И всякий раз физики получают ответы в вероятностной форме! Всякий раз они теоретически выясняют, как распределяются шансы между различными возможностями, а результаты опытов рассматривают как претворение возможностей в действительность.

Вероятность состояния. Вероятность столкновения. Вероятность распада. Вероятность излучения. Вероятное время жизни…

Эйнштейн надеялся доказать невероятность этого господства вероятностей. Он конструировал парадоксы, к которым, по его мнению, неизбежно должна была приводить квантовая механика. Он придумывал мысленные опыты, которые должны были посрамить толкование пси-волн, как «волн вероятности». Он выдвигал возражения, которые всем сомневающимся в квантовой механике казались неотразимыми.

Признайтесь: и вы, быть может, впервые кое-что узнающий о странностях механики микромира при чтении этих страниц, вы тоже — сомневающийся? Наверняка сомневающийся! Я был бы слишком самоуверен, если бы думал, что все рассказанное выше, начиная с открытия электрона и запрета Рентгена и кончая соотношением неопределенностей и догадкой Борна, уже убедило вас в неизбежности странного мира, какой открылся перед физиками XX века в глубинах материи. Нет, вы, конечно, еще сомневающийся… Так вообразите, что величайший физик столетия разделяет ваши сомнения! В пору подпрыгнуть от радости: «Значит, я не так уж прост и не так уж плох?» Можно смело бросаться в схватку, когда за плечами такой могучий телохранитель. Поддержка его заранее кажется неоценимой: вы можете выражать свои недоумения только недоверчивой улыбкой, только пожатием плеч, а у него в руках оружие гениальной физической проницательности и щит небывалого авторитета.

Вы, наверное, думаете — зачем тут это красноречие литератора? А — затем, что до дня сегодняшнего (буквально — сегодняшнего!) публицисты, философы, физики разных стран — ближайшие потомки тех, кто в начале века не доверял и теории относительности, — теперь обязательно ссылаются на Эйнштейна, когда выражают недоверие к основам квантовой механики. Ссылаются на его авторитет — не на его доводы. И даже не упоминают, что эти доводы были опровергнуты.

Один из них мы, пожалуй, с некоторым огрублением могли бы оспорить сами, следуя нашему зароку: «Только без подробностей!» Кстати, может быть, такой «спор с Эйнштейном» рассеет некоторые наши собственные сомнения?

Вот электрон проскочил щель в экране. Перед ним, как «волницей», открылся простор. Волновой пакет его возможностей стал расширяться. Где суждено ему упасть на пластинку — с точностью предсказать нельзя. Но мы уже знаем: волновая картина показывает, какие есть у электрона шансы вызвать почернение здесь или там. Пусть будет десять шансов из ста, что электрон обнаружится в малом кружочке, который мы заранее очертили на пластинке. Тогда по логике дела есть девяносто шансов, что он окажется не в этом месте, а в каком-то ином. Так, наверное, и случится — иначе мы были бы слишком везучими. Но не об этом сейчас речь, важно подумать о другом: какая бы возможность ни реализовалась, в тот момент, когда электрон упадет на эмульсию, что-то, несомненно, должно будет произойти с его волновым пакетом — «пакетом вероятностей». Что же именно?

Вот об этом событии, как о событии физическом, стал допрашивать создателей квантовой механики Эйнштейн.

Момент приземления электрона — момент превращения одной из его возможностей в действительность. Стало быть, в этот момент все вероятности падения его в другие места должны тотчас исчезнуть. Так, все десять шансов, на какие мог еще за мгновенье до этого рассчитывать очерченный нами кружок, должны немедленно испариться: в этом месте этому электрону уже не бывать, раз он упал в другое место! Тут спорить не о чем. Но тогда это означает, что в момент падения электрона величина «пси» внезапно и сразу стала равной нулю для всего пространства, кроме места падений. Широкий волновой пакет электрона тотчас стянулся в узкий пик над местом приземления. В квантовой механике так и говорят: произошло «стягивание волнового пакета», или «сведение волнового пакета». Главное, что это произошло действительно мгновенно!