Загадка падающей кошки и фундаментальная физика - Грегори Гбур

Эйнштейн предпочитал ядовитому газу выстрел в кота. Мы можем только гадать, почему Шрёдингер решил отравить именно кота. Сам он кота не держал, хотя домашний любимец у него был. Во время Второй мировой войны колли по имени Бёрши служил ему компаньоном и источником утешения во многих жизненных испытаниях.

Несмотря на философские ограничения, Копенгагенская интерпретация квантовой физики до сих пор преподается студентам и используется в качестве практичной модели происходящего в квантовом мире. Тому есть две простые причины. Во-первых, она достаточно хорошо работает при интерпретации и объяснении всех квантовых лабораторных экспериментов до сего дня, а возражения вызывает интерпретация, в первую очередь философская. Эта философия, несмотря на всю свою значимость, не замедляет экспериментального изучения квантового мира. Во-вторых, даже теперь, 80 лет спустя, никто не может точно сказать, чем можно ее заменить. Одна из популярных сегодня теорий, предусматривающая существование бесконечного множества параллельных вселенных, первоначально называлась многомировой интерпретацией квантовой механики. В ней кот Шрёдингера жив в одной вселенной, мертв в другой, а волновые свойства квантовой механики представляют некое взаимодействие между вселенными. Пока ученым неизвестен способ проверить, существуют ли такие параллельные вселенные, но для многих физиков многомировая теория стала предпочтительным средством интерпретации странностей квантовой физики.

Возможно, кошки намекнули нам на проблемы с нашей интерпретацией Вселенной, но они же помогли одному астроному расширить наши представления о ней — по крайней мере оказали моральную поддержку. До XX в. считалось, что галактика Млечный Путь, в которой располагается наша Солнечная система, и есть вся Вселенная. Туманности, которые можно было наблюдать при помощи существующих телескопов, считались облаками газа, плавающими внутри или в ближайших окрестностях Галактики. Затем в 1919 г. американский астроном Эдвин Хаббл (1889–1953), вернувшийся с Первой мировой войны, после одного года обучения в Кембриджском университете поступил на работу в обсерваторию Маунт-Вилсон близ Пасадены в штате Калифорния. При помощи недавно построенного телескопа Хукера, на тот момент крупнейшего в мире, Хаббл провел множество наблюдений туманностей и убедительно показал, что они располагаются слишком далеко от нас, чтобы рассматривать их как часть нашей Галактики; мало того, размытые пятнышки сами оказались галактиками, невероятно далекими от нашей.

Об открытии Хаббла объявила миру газета The New York Times 23 ноября 1924 г. Эта публикация знаменует собой момент, когда весь мир узнал, что наша Вселенная неизмеримо больше, чем считалось прежде. Отрывок из той статьи позволяет лишь слабо почувствовать величие картины:

Вместо слова «галактика» здесь используется вариант «островные вселенные», поскольку наша Галактика, как считалось, и составляет всю Вселенную. Сегодня астрономы оценивают число галактик в видимой части Вселенной приблизительно в 2 трлн.

Этот монументальный прорыв был не единственным крупным вкладом Хаббла в астрономию. В 1929 г. он после тщательных наблюдений, отметил, что скорость, с которой далекие галактики отдаляются от нашей собственной, пропорциональна их удаленности от нас. Этот закон, известный как закон Хаббла, сегодня является ключевым инструментом измерения расстояний в космосе.

Хаббл проработал в обсерватории Маунт-Вилсон всю оставшуюся жизнь. Астрономические наблюдения могут быть весьма уединенным занятием, ведь астроному приходится часами смотреть на звезды по ночам. Хаббл и его жена Грейс в 1946 г. нашли себе компаньона — черного пушистого котенка, которого Хаббл сразу же окрестил Николаем Коперником в честь польского астронома, поставившего в 1543 г. Солнце, а не Землю в центр нашей Солнечной системы.

Коперник стал любимым членом семьи Хабблов. Эдвин соорудил для него дверцу: «У каждого кота должна быть [такая дверца], это необходимо им для самоуважения». По всему дому были разложены ершики для бутылок, с которыми Коперник любил играть.

Коперник часто «помогал» Эдвину в работе, как писала Грейс в своем дневнике. «Когда Э. работал в кабинете за большим письменным столом, Николас с серьезным видом растягивался рядом так, чтобы покрыть собой как можно больше страниц. „Он мне помогает,“ — объяснял Э. Сидя на коленях у Э., он мурлыкал совершенно особенно, медленно и лениво, как лев… „Это твой кот мурлычет?“ — спрашивала я, а Э. поднимал голову от книги, улыбался и кивал». В 1949 г. Эдвин пережил сердечный приступ. В 1953 г., когда он умер от тромба в мозге, Коперник был рядом с ним в постели. Несколько месяцев после похорон Эдвина кот ждал у окна возвращения хозяина.

Возможно, Коперник был товарищем Хаббла по исследованиям и хорошим другом, но он не был так глубоко вовлечен в научную работу, как Честер — сиамский кот Джека Хезерингтона из Университета штата Мичиган.

В 1975 г. Хезерингтон закончил написание статьи, которую намеревался подать в престижный журнал Physical Review Letters (PRL) как единственный автор. Прежде чем сделать это, он передал черновик рукописи коллеге с просьбой посмотреть в последний раз возможные ошибки. К несчастью, коллега указал ему, что в статье он везде ссылается на себя как на «мы» и «нас», тогда как PRL предпочитает, чтобы единоличный автор писал в статье «я» и «меня». В 1975 г. для изменения текста статьи в таком ключе потребовалось бы еще раз перепечатать ее всю на пишущей машинке, что нудно и требует времени. Так что Хезерингтон добавил в качестве соавтора своего кота.