Эйнштейн. Его жизнь и его Вселенная

Статью ЭПР прочитал в Копенгагене Нильс Бор и понял, что ему еще раз придется сыграть роль защитника квантовой механики от еще одной атаки Эйнштейна. На Сольвеевском конгрессе с такой ролью он справился очень хорошо. “Это нападение было для нас как гром среди ясного неба, – описывает происходившее один из коллег Бора. – Его воздействие на Бора было поразительным”. Раньше в подобной ситуации он обычно ходил из угла в угол и бормотал: “Эйнштейн… Эйнштейн… Эйнштейн!” Теперь к этому еще добавился бессвязный стишок: “Подольский, Оподольский, Иоподольский, Сиоподольский.”¹⁰

“Все остальное было отставлено в сторону, – вспоминает сотрудник Бора. – Мы должны были незамедлительно разобраться с этим недоразумением”. Даже при таком натиске на написание статьи Бору понадобилось шесть недель. Он мучался, сочиняя текст, пересматривал и диктовал его, разговаривал вслух сам с собой и наконец отослал в печать свой ответ ЭПР.

Ответ был длиннее, чем сама статья. Бор в какой-то степени отказался от одного из подходов к принципу неопределенности. А именно, он уже не утверждал, что причина неопределенности в механическом возмущении, обусловленном актом измерения. Бор соглашается, что в мысленном эксперименте Эйнштейна “нет речи о том, чтобы в течение последнего критического этапа измерения изучаемая система подвергалась какому-либо механическому воздействию”¹¹.

Это была важная уступка. До сих пор возмущение, вызванное измерением, было частью представленного Бором объяснения квантовой неопределенности. На Сольвеевском конгрессе Бору удалось опровергнуть хитроумный мысленный эксперимент Эйнштейна, показав, что невозможно одновременно знать, скажем, координату и импульс частицы, по крайней мере из-за того, что определение одного из этих свойств приводит к возмущению, не позволяющему измерить точно другое свойство.

Теперь же, используя сформулированный им принцип дополнительности, Бор добавляет существенное разъяснение. Он указывает, что две рассматриваемые частицы являются частью одного цельного объекта восприятия. Поскольку частицы взаимодействовали, они оказываются “перепутанными”. Они являются частью единого явления или единой системы, обладающей едиными квантовыми характеристиками.

Кроме того, как замечает Бор, статья ЭПР на самом деле не отвергает принцип неопределенности, согласно которому невозможно знать оба точных значения координаты и импульса частицы в один и тот же момент времени. Эйнштейн прав, если мы измеряем координату частицы A, мы, действительно, знаем и координату составляющей с ней пару, отдаленной от нее частицы B. Точно так же, если измерить импульс частицы A, можно узнать и импульс частицы B. Однако, если даже можно представить себе измерение координаты, а затем и импульса частицы A и в соответствии с этим считать “реальностью” эти же характеристики частицы B, мы в действительности не можем измерить их обе в один и тот же момент времени для частицы A и, следовательно, не можем знать точно обе эти величины для частицы B. Обсуждая ответ Бора, Брайан Грин объяснил это просто: “Если в нашем распоряжении нет этих свойств для частицы, двигающейся вправо, у нас также их нет и для частицы, двигающейся влево. Поэтому противоречия с принципом неопределенности нет”¹².

Эйнштейн, однако, продолжал настаивать, что ему удалось попасть в цель, что он привел важный пример неполноты квантовой механики, показав нарушение принципа сепарабельности в этой теории. Этот принцип утверждает, что две пространственно разделенные системы обладают независимой реальностью. Также нарушается и связанный с ним принцип локальности, согласно которому воздействие, оказанное на одну из систем, не может мгновенно повлиять на вторую систему. Будучи приверженцем полевой теории, определяющей реальность с использованием пространственно-временного континуума, Эйнштейн верил, что сепарабельность – фундаментальное свойство природы. Как защитник своей собственной теории относительности, отказавшейся от космоса Ньютона с его призрачным действием на расстоянии и установившей, что скорость воздействия подчиняется ограничению, накладываемому конечностью скорости света, он также верил в справедливость принципа локальности¹³.

Кот Шредингера

Хотя Эрвин Шредингер, один из первопроходцев квантовой теории, много сделал для ее развития, он был среди тех, кто болел за Эйнштейна и желал успеха его попыткам противостоять копенгагенскому единомыслию. Они заключили союз на Сольвеевском конгрессе, где Эйнштейн выступал в роли адвоката Бога, а Шредингер одобрительно с любопытством наблюдал за этим. Эйнштейн вел эту борьбу в одиночку. В письме Шредингеру, написанном в 1928 году, он жалуется: “Убаюкивающая философия Гейзенберга – Бора (или это религия?) сработана столь тонко, что теперь она играет роль мягкой подушки, поднять с которой истинно верующего в нее нелегко”¹⁴.