Nem kell megmérned mindent és mindenkor, bizonyos dolgokat mérés (és detektálás) nélkül is lehet tudni bizonyos pontossággal.
Ez bizonyos dolgokra valóban igaz. Nézzük, lehet-e ez a bizonyos dolog a foton helye akkor, amikor nem mérjük.
A lézert egyelőre tegyük félre, az egy nagyon bonyolult kollektív kvantumjelenség, olysmi, mint a szuperfolyékonyság, vagy a szupravezetés, a foton elemi tulajdonságainak a tanulmányozására kevéssé alkalmas.
Egyetlen jelenséget próbáljunk értelmezni most: az egyfotonos interferenciakísérletet. Kérlek, figyelmesen olvasd el!
A kísérletet valóban sokan végrehajtották (fotonnal is, és foton helyett elektronnal is), és az eredmény minden esetben az alábbival megegyező volt.
Adva van egy speciális fényforrás, amely egyidejúleg egyetlen fotont képes kibocsátani. Van egy függőleges sík ernyő, amin észleljük a foton becsapódását. Közötte és a fényforrás között és egy vele párhuzamos átlátszatlan fémlap, amin két kicsi lyuk van. Sok fotont bocsátunk ki egymás után a fényforrásból, és az alább leírt különböző esetekben vizsgáljuk az ernyőn kialakuló képet.
- kísérlet: baloldali lyuk nyitva, jobboldali zárva. Eredmény: a fotonok az ernyőn hol itt, hol ott csapódnak be, de sok foton esetén kirajzolódik egy eloszlási kép: a legtöbb foton a fényforrást a baloldali lyukkal össze kötő egyenes és az ernyő metszéspontjához közel éri az ernyőt, ettől a ponttól távolodva egyre kevesebb becsapódást észlelünk. Ha ez az ernyő egy fotolemez, akkor azt látjuk, hogy a baloldali lyuk mögött egy fekete folt alakul ki, ami középen a legsötétebb, és a középponttól távolodva egyre világosabb.
- kísérlet: jobboldali lyuk nyitva, baloldali zárva. Eredmény: a fotonok az ernyőn hol itt, hol ott csapódnak be, de sok foton esetén kirajzolódik egy eloszlási kép: a legtöbb foton a fényforrást a jobboldali lyukkal össze kötő egyenes és az ernyő metszéspontjához közel éri az ernyőt, ettől a ponttól távolodva egyre kevesebb becsapódást észlelünk. Ha ez az ernyő egy fotolemez, akkor azt látjuk, hogy a baloldali lyuk mögött egy fekete folt alakul ki, ami középen a legsötétebb, és a középponttól távolodva egyre világosabb.
- kísérlet: mindkét rés nyitva.
Ha jól értem az álláspontodat, akkor a harmadik kísérlet eredményét lehet előre tudni, anélkül, hogy elvégeznénk a kísérletet. Próbáljuk tehát kitalálni. Tételezzük fel, hogy igaz a feltevésed, és nem kétséges, hogy ebben az esetben az ernyőt a foton kétféle módon érheti el:
- A baloldali résen áthaladva
- A jobboldali résen áthaladva
Ha ez így van, akkor a baloldali résen áthaladó foton szempontjából érdektelen, hogy a jobboldali rés zárva van-e, vagy sem. Ugyanígy, a jobboldali résen áthaladó foton szempontjából érdektelen, hogy a baloldali rés zárva van-e, vagy sincs.
A sok egymás után kibocsátott foton foton közül azok, amelyek a baloldali résen haladnak át, ezek szerint ugyanazt a becsapódási eloszlást (ugyanolyan sötét közepű, kifelé világosodó foltot) kell létrehozniuk, mint az 1. kísérletben. A jobboldali résen áthaladóknak pedig olyat, mint a 2. kísérletben. Az ernyőnek mindazon a pontjaira, amelyekre vagy az 1., vagy a 2. kísérletben becsapódott foton, kell érkeznie fotonnak a 3. kísérletben is. Tehát az eloszlási képnek olyannak kell lennie, mintha az első két kísérletbeli képet egymásra másolnánk.
Ezt mondod te. Legalábbis szerintem. Javíts ki légy szíves, ha máshogy gondolod.
A valóságban elvégezva a kísérletet e helyett egy egész más kép jelenik meg: egy interferencia-minta. Ez azt jelenti, hogy egyrészt olyan helyekre is érkezik foton, ahová sem a baloldali, sem a jobboldali lyukon áthaladva nem érkezhet, másrészt olyan helyekre meg nem érkezik, amelyekre vagy az egyik, vagy a másik résen áthaladva érkeznie kellene. Mivel a kísérletek ellent mondanak a feltevésünknek, ez azt jelenti, hogy a feltevésünk hamis. Tehát nem igaz az, hogy a fotonok vagy az egyik, vagy a másik résen áthaladva érik el az ernyőt.
