Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью

К тому же Белл показал, что возможна экспериментальная проверка, которая позволила бы выбрать между этими двумя вариантами. Все, что для этого требуется, – построить и выполнить модифицированную Беллом версию мысленного эксперимента ЭПР или какого-либо другого эксперимента, построенного на взаимодействии запутанных частиц. Если результат этого опыта покажет, что неравенство Белла нарушается, квантовая физика оправдана, но природа нелокальна; если неравенство выполняется, то квантовая физика ошибается, но природа может быть построена на близкодействии. Таким образом, «доказательство невозможности» Белла вывело вопрос о нелокальности из сферы обсуждений и сделало его экспериментальной задачей. Это доказательство, известное теперь как теорема Белла, справедливо названо «глубочайшим научным открытием»[384].

* * *

Полученный Беллом результат оказался неожиданным и поставил новые проблемы. Близкодействие – основное предположение физики, да и вообще всей науки. Если отказаться от принципа локальности, невозможно вообще говорить о каких-либо управляемых экспериментах – как бы тщательно вы ни контролировали область непосредственного окружения вашего опыта, всегда остается возможность удаленного мгновенного воздействия на его результат. Именно по этой причине Эйнштейн, в частности, подчеркивал, что локальность должна быть основным принципом науки, отказаться от которого возможно только под давлением абсолютно непреложной необходимости. «Без такого допущения о взаимно независимом существовании пространственно удаленных предметов, допущения, которое основывается на ежедневном опыте мышления, физическое мышление в привычном для нас смысле было бы невозможно, – писал он. – Без этой идеи полного разделения никто также не смог бы понять, как можно формулировать и экспериментально тестировать физические законы <…> Полная отмена этого фундаментального принципа сделала бы невозможной идею существования (квази-) замкнутых систем, а следовательно, и установление эмпирически проверяемых законов в привычном для нас смысле»[385].

Даже если отвлечься от философских взглядов Эйнштейна, его научные результаты не оставляли сомнения в том, что локальность – ключевое свойство нашего мира. Согласно эйнштейновской специальной теории относительности, физические объекты невозможно заставить двигаться со скоростью, равной скорости света или превышающей ее, – иначе мы получим целый букет парадоксов с участием бесконечной энергии. Можно было бы попробовать обойти этот запрет, отыскав нечто, уже движущееся быстрее света, но таких объектов никто никогда не обнаруживал. И действительно, физика релятивистских частиц утверждает, что такие объекты были бы совершенно неустойчивы. Им не позволяли бы существовать их собственные парадоксы, связанные с бесконечной энергией. И даже если бы вы каким-то образом обошли эти проблемы и сумели отправить сигнал со скоростью, превышающей световую, вы все равно рисковали бы получить парадокс: согласно теории относительности, сама посылка сверхсветового сигнала немедленно сделала бы возможным построение «тахионного антителефона», с помощью которого можно было бы посылать сообщения в прошлое.

Но из теоремы Белла вовсе не следует, что мы можем звонить сами себе во вчерашний день или послать в 1955 год новейший спортивный автомобиль. Белл и другие исследователи позже доказали, что квантовую запутанность невозможно использовать для посылки сверхсветовых сигналов. А особый вид нелокальности, свойственный запутанным частицам, вещь тонкая и сложная, и проявляется она только в столь специфических условиях, что никак не может создать экзистенциальной угрозы самой науке, чего так боялся Эйнштейн. Но факт остается фактом – в мире, в котором специальная теория относительности легко прошла все устроенные ею проверки, – в мире, который оказывается строго локальным, – призрак нелокальности, вызванный теоремой Белла, вызывает глубокое беспокойство. Если квантовые предсказания исхода опыта Белла верны и неравенство Белла не выполняется, значит что-то все же нелокально, значит локальность всего только иллюзия. А это предполагает необходимость радикального пересмотра нашей концепции пространства и времени, пересмотра, далеко выходящего за пределы эйнштейновской относительности. Любая картина мира, в котором допускается нарушение неравенства Белла, была бы поистине странной.

Как же Беллу удалось получить из своих рассуждений столь неожиданные, далеко идущие и всеобъемлющие следствия? Чтобы вполне понять построенное им доказательство, нам понадобится нечто большее, чем колесо рулетки, – нам потребуется целое казино[386]. (Читатели, которым неинтересно углубляться в детали доказательства Белла, вполне могут пропустить весь следующий раздел – это никак не скажется на понимании остальной части нашей книги. Но если вы все же отважно последуете за нами и попытаетесь разобраться в аргументации этого раздела, вы, как мы надеемся, достигнете более глубокого понимания того, что сделал Джон Белл.)

* * *