Квантовая случайность

Теперь рассмотрим эту же ситуацию из другой системы отсчета, где Боб двигает джойстик чуть раньше, чем Алиса. К примеру, вторая система отсчета может быть связана с ракетой, которая очень быстро движется от Алисы к Бобу. В этом случае результат Боба b зависит только от переменной k и его выбора y, поэтому мы запишем так: b = FBA (k, y). Но теперь уже результат Алисы a может зависеть от нелокальной переменной k, ее выбора x и выбора Боба y, поэтому у нас получается a = SBA (k, x, y). Символы FBA и SBA опять обозначают «первый» и «второй», но в хронологическом порядке BA.

Но результат Алисы a не может зависеть от системы отсчета, в которой мы описываем эксперимент (или игру). Следовательно, всегда должно выполняться соотношение a = FAB (k, x) = SBA (k, x, y). Последнее равенство может быть справедливо лишь в том случае, когда SBA на самом деле не зависит от y, то есть результат Алисы на самом деле не зависит от выбора Боба. И наоборот, результат Боба не может зависеть от выбора Алисы. Но ведь это было условием локальности, сформулированным Беллом в 1964 году: прибор Алисы производит результат локально, так же как прибор Боба. В этом случае, как мы видели, Алиса и Боб не могут выиграть больше, чем 3 раза из 4. А это означает, что если они выигрывают больше трех раз из четырех, это исключает существование нелокальных переменных, которые одновременно являются детерминистическими и ковариантными.

Суммируя вышесказанное, отметим, что единственная возможность, которая остается – это существование недетерминистических нелокальных переменных. Так квантовая теория описывает игру Белла. Заметьте, что определение «недетерминистический» также является негативным. Оно не говорит нам, что это за переменные или как эти переменные или эти модели описывают игру Белла. Определение просто утверждает, что они не являются детерминистическими. В частности «недетерминистический» не означает «вероятностный» в обычном смысле этого слова, так как не является статистической смесью детерминистических случаев. (С хорошей иллюстрацией этого направления можно ознакомиться в статьях Колбека и Пьюси с соавторами[106].)

Скрытое воздействие?

Я не могу удержаться от описания одного последнего результата, тоже совсем недавнего, хоть он и отрицательный. Для спасения локальности, то есть идеи о том, что предметы и воздействия распространяются непрерывно из точки в точку, без разрывов и скачков, – идеи, которая так глубоко укоренилась в нашем сознании, что нам так трудно от нее отказаться, очень соблазнительной выглядит идея о том, что Алиса или ее прибор влияет на Боба каким-то неуловимым образом, который остается незаметным для физиков начала XXI века. Или что Боб влияет на Алису, в зависимости от того, кто первый делает выбор. Так как эта хронология зависит от произвольного выбора системы отсчета, хочется вообразить, что есть какая-то привилегированная система отсчета, которая определяет раз и навсегда порядок всех интересующих нас событий. Мы видели, что эксперимент может установить нижнюю границу скорости такого воздействия (см. главу 9) Но разве не может быть так, что очевидная нелокальность – это следствие воздействия, распространяющегося непрерывно из точки в точку между Алисой и Бобом с гигантской скоростью, определенной в привилегированной системе отсчета, которая пока неизвестна физикам? Согласно этой гипотезе, если воздействие приходит вовремя, то наблюдаемые корреляции будут как раз такими, какие описывает квантовая теория, а если воздействие не успевает, то эти корреляции с необходимостью являются локальными, а потому не дадут нам победить в игре Белла. Такая гипотеза противоречит духу теории относительности Эйнштейна, но не противоречит никаким экспериментальным проверкам этой теории. Короче говоря, эта гипотеза мирно сосуществует с теорией относительности, так же как и нелокальные квантовые корреляции, которые позволяют нам побеждать в игре Белла.

На первый взгляд, исключить такое объяснение кажется невозможным. В лучшем случае мы можем провести новые эксперименты вроде того, что описан в главе 9 и устанавливает нижний предел скорости распространения этого гипотетического воздействия. Но мы можем быть умнее.

Действительно ли существование воздействий, распространяющихся быстрее света, обязательно влечет за собой возможность коммуникации со сверхсветовой скоростью? Ведь можно представить себе, что такие воздействия навсегда останутся скрытыми. Это звучит не слишком хорошо с точки зрения физики, но естественно предположить, что пока физики не могут контролировать эти гипотетические воздействия, они не смогут и использовать их для сверхсветовой коммуникации.