Когда крутится лотерейный барабан, шары внутри сталкиваются, перемешиваются, и один из них в конце концов падает в лоток. Какой именно — заранее не угадать. Но внутри этого барабана каждый шар движется строго по законам механики: куда его подтолкнули лопасти и стенки, туда он и полетел.
Доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Физического института имени Лебедева РАН Алексей Семихатов предлагает задержаться на этом образе. В квантовой механике никакого барабана нет. В ней вообще нет скрытых шестерёнок, и никто не может повлиять на результат изнутри.
Разница глубже, чем кажется на первый взгляд, и дело тут в самом слове «случайность». Представьте, что вы случайно встретили школьного знакомого в трамвае. Чистое совпадение? Если присмотреться — нет: вы вышли из дома в определённую минуту, он пошёл своей дорогой, его задержал телефонный звонок, и в итоге вы оба вошли в один и тот же вагон. Любая бытовая случайность — это просто огромный клубок вполне понятных причин, распутать который целиком нам не под силу. Но в квантовом мире такого клубка никто до сих пор не обнаружил.
Вот как устроена квантовая реальность на практике. Возьмём простую систему, где почти нет лишних деталей, чтобы можно было раз за разом воссоздавать абсолютно одинаковые начальные условия. Измеряем её параметры. Получаем первый результат, затем второй, снова первый, потом третий, опять первый. Условия эксперимента одни и те же, а ответы разные — и предсказать следующий исход невозможно.
Однако это вовсе не хаос. Система выдаёт не что попало: все допустимые исходы заранее заложены в волновой функции — математическом описании внутреннего состояния системы, — и вероятности каждого из них можно вычислить с высокой точностью. Если повторить опыт десять тысяч раз, первый результат выпадет, скажем, в 80 процентах случаев, второй — в 15, третий — в 5. Если вероятность какого-то исхода строго равна нулю, вы не увидите его никогда, сколько бы измерений ни провели. А если вероятность крошечная, но отличная от нуля, он рано или поздно обязательно проявится.
Ближе всего к этому подбрасывание правильной монетки — хотя этот образ полезно обманывает интуицию. Вероятность пятьдесят на пятьдесят вовсе не означает строгую череду «орёл, решка, орёл, решка». В реальности часто случаются длинные серии одинаковых выпадений. Теория вероятностей описывает общую картину при множестве попыток. Но угадать исход одного конкретного броска — или единичного квантового измерения — попросту невозможно. Никак.
Быть может, волновая функция втайне «знает», какой результат выдаст? Нет. Её каждый раз готовят абсолютно одинаково, но на выходе всё равно получаются разные значения.
И тут Семихатов обращает внимание на деталь, которая обычно ставит в тупик. Пока измерение не проводится, волновая функция строго подчиняется уравнению Шрёдингера — гладкому, упорядоченному и полностью обратимому. Его можно точно так же прокрутить назад во времени, как астрономы рассчитывают движение планет, чтобы выяснить дату солнечного затмения в первом веке нашей эры. Эту часть квантовой теории Семихатов называет «доброй». Но стоит провести измерение, как вступает в дело квантовое «зло»: уравнение словно ломается, система выбирает один конкретный вариант, и вернуться назад уже нельзя.
Сам физик сравнивает это со сказочной избушкой на курьих ножках. Вы обращаетесь к волновой функции с вопросом, а избушка поворачивается к вам то передом, то задом. Повлиять на её поворот нельзя. Сама волновая функция возникла не на пустом месте — у неё есть предыстория и причинно-следственные связи, но у финального поворота «избушки» нет никакого механизма.
В квантовой механике ничего такого нет. Каким образом вероятность в мире, случайность в мире действует без обеспечительного механизма, и эта вещь такая, знаете ли, философски непростая.
— Алексей Семихатов, «Подкаст Глеба Соломина», 26:49
При этом сама теория работает безупречно: магнитный момент электрона она предсказывает с точностью до двенадцати значащих цифр. Она просто оставляет за скобками самую суть: кто, где и как делает этот выбор. У физиков для подобного молчания даже есть негласный девиз: «Заткнись и считай».
Эта квантовая непредсказуемость настолько фундаментальна, что на ней строят реальные технологии. В майском выпуске журнала Nature за 2026 год описана установка на сверхпроводящих кубитах: получая на входе слабый, частично скоррелированный шум, она генерирует практически идеальные случайные биты, надёжность которых подтверждается тестом Белла.
Выходит, у встречи знакомого в трамвае есть цепочка причин, а у щелчка детектора в квантовой лаборатории её нет. Уравнение точно знает, каким этот щелчок в принципе может оказаться. Но почему прибором зафиксирован именно этот исход, а не другой, наука пока сказать не может.
