Квантовая случайность

В Женеве нам также удалось закрыть эту лазейку, используя оптоволоконную сеть национального оператора Swisscom, что дало нам возможность работать на расстоянии свыше 10 км. Эксперимент проводился между деревнями Белльвю к северу от Женевы и Берне к югу от нее[65]. Наш фокус немного отличался от того, что использовал Аспе[66]. Полупрозрачное зеркало на стороне Алисы в случайной очередности отправляло фотоны либо на одно измерительное устройство, соответствующее левому положению джойстика, либо на другое, соответствующее правому положению джойстика, причем в каждый момент времени были активны детекторы только одного из этих двух устройств. Таким образом, в каждый момент времени только одно устройство на стороне Алисы было готово измерить попадающий в него фотон. Совершенно понятно, что мы теряли половину фотонов, а значит, открывали лазейку недостаточной выборки, но она уже была широко открыта из-за потерь в оптоволокне и ограниченной чувствительности детекторов. Фактически наш опыт был эквивалентен проведенным в Париже и Инсбруке, только его было гораздо проще осуществить. На рис. 9.1б показан наш генератор запутанных пар фотонов. Обратите внимание, что этот маленький ящик, совместимый со стандартными оптоволоконными кабелями, содержит эквивалент всей лаборатории Аспе, фотографию которой вы видите на рис. 9.1a. Технический прогресс и изобретательность физиков привели за 15 лет к заметному прогрессу!

Сочетания лазеек

Эксперимент Аспе в 1982 году, за которым последовали эксперименты в Инсбруке и Женеве, закрыли лазейку локальности. Конечно же, лазейка недостаточной выборки в этих трех экспериментах была широко распахнута, а в тех экспериментах, которые прикрывали ее, оставалась открытой лазейка недостаточного расстояния. Логически возможно, что природа выбирает одну из двух лазеек в зависимости от обстоятельств, чтобы сбить нас со следа. Однако это звучит настолько неправдоподобно, что сегодня ни один ученый в это не верит. Скорее ученые воспринимают природу как надежного и заслуживающего доверия партнера. Природа не жульничает. Как говорил Эйнштейн, «Бог изощрен, но не злонамерен». С другой стороны, ситуация становится не столь очевидной, когда мы сталкиваемся с выбором между нелокальным мирозданием и другим, подчиняющимся неким сложным законам, которые пока ускользают от нас, но разрешают природе использовать обе лазейки одновременно: и недостаточное расстояние, и недостаточную выборку. А так как речь идет об экспериментальной науке, то мы обязаны принять этот вызов и поставить эксперимент, в котором мы сможем проверить обе лазейки.

Такой эксперимент пока не проводился по причине исключительной сложности. Чтобы закрыть лазейку недостаточной выборки, больше подходят массивные частицы, ведь их легче поймать, чем фотоны, а для лазейки недостаточного расстояния предпочтительны фотоны, так как они лучше распространяются на большие расстояния. Видимо, нам нужно дождаться более совершенной технологии, при помощи которой мы сможем сначала использовать запутанные фотоны для переноса запутанности на большие расстояния, а затем телепортировать эту запутанность на атомы – в первую очередь, чтобы проверить, что фотоны действительно прибыли в место назначения, но для того, чтобы надежно их зафиксировать. Очень вероятно, что такая увлекательная возможность станет реальностью в ближайшие три года.

Но пока факты таковы, что логически возможная комбинация ловушек все еще остается, и ее нужно проверить.

Скрытая сверхсветовая коммуникация

Есть ли другой выход? Вопрос сложный, потому что всегда есть риск продемонстрировать недостаток воображения. В то же время мы видим, что физики, философы, математики и специалисты по теории информации пытались ответить на этот вопрос в течение десятилетий, но так и не нашли подходящую альтернативу. Тем не менее в оставшейся части этой главы мы рассмотрим некоторые возможности.

Первое, что приходит на ум, – это какое-то скрытое воздействие, скрытое от глаз физиков начала XXI века, которое распространяется от Алисы до Боба со скоростью выше световой. Удивительно, но именно так учебники по нерелятивистской физике объясняют эксперименты Белла: утверждается, что измерение, сделанное Алисой, должно повлечь нелокальный коллапс волновой функции на стороне Боба. Такое объяснение противоречит теории относительности, но пока не нашлось ничего лучше, именно так мы учим наших студентов!

Кстати сказать, Джон Белл допускал скрытое взаимодействие, говоря, что все происходит так, как будто «имеет место что-то вроде заговора – нечто тайное происходит за кулисами, но ему не позволено появиться на сцене»[67].

Сверхсветовая скорость может быть определена только в том случае, если мы решим указывать ее относительно некоей особой, привилегированной инерциальной системы отсчета. Напомним, что инерциальная система отсчета – это выбор пространственных осей координат, движущихся с постоянной скоростью.