Квантовая случайность

Квантовая нелокальность прошла долгий путь, прежде чем оказалась на центральном месте в физике. Даже сегодня многие физики отвергают термин «нелокальность»[109]. И все же еще в 1935 году Эйнштейн и Шрёдингер и некоторые другие утверждали, что этот аспект квантовой теории является ее основной чертой. Кажется, все эти недоверчивые физики не уловили того, что квантовая нелокальность не разрешает обмен информацией. Ничто не перемещается от Алисы к Бобу или от Боба к Алисе. Лишь случайное событие проявляет себя в нескольких местах способом, который не может быть описан локально, то есть нелокальным способом. Эйнштейн был неправ, говоря о «нелокальном воздействии», так как никакого воздействия Алисы на Боба или Боба на Алису попросту нет. Но он был совершенно прав, подчеркивая значимость этого аспекта квантовой теории, так как именно он лучше всего отличает квантовую физику от классической. Сегодня, когда мы хотим убедиться, что система является квантовой, мы должны показать, что с ее помощью можно производить нелокальные корреляции, другими словами, что с ее помощью можно победить в игре Белла. Сегодня нарушение неравенств Белла – это характерная черта квантового мира.

Однако это остается серьезным ударом по нашим интуитивным представлениям. Настанет ли день, когда квантовые технологии помогут нам воспринять на интуитивном уровне квантовую физику и ее нелокальность? Я бы сказал, что да. Для начала было бы полезным отбросить старомодный термин «квантовая механика», заменив его повсеместно на «квантовую физику». Ведь в этом разделе физики нет ничего механического!

Давайте еще раз подведем итоги. Мы видели, что нелокальные корреляции и существование истинной случайности очень близко связаны. Без истинной случайности нелокальные корреляции могли бы использоваться для коммуникации без передачи (и поэтому на любых скоростях). Поэтому центральная концепция этой книги утверждает существование истинной случайности и провозглашает конец эры детерминизма. Напротив, как только мы приняли существование истинной случайности, существование нелокальных корреляций больше не выглядит сумасшествием, как внушала нам классическая физика с ее упорным детерминизмом. В самом деле, если природа способна производить истинно случайные события, почему корреляции, наблюдаемые в природе, должны быть только локальными?

Влияние нелокальности на метафизику, то есть на мировоззрение, предлагаемое современной физикой, не может быть переоценено. Прошло несколько веков, прежде чем атомистический взгляд на мир утвердился в Европе. Это был мир, созданный из огромного количества атомов – крошечных невидимых бусинок, которые, соединяясь разным образом, формировали все известные нам предметы. Их случайные движения давали ощущение тепла и поставляли энергию паровым двигателям, использование которых привело к промышленной революции. В то же время в Китае этот взгляд на мир не нашел поддержки в интеллектуальных кругах. Им казалось, что в мире, полном пустоты между атомами, мы бы не видели и не слышали, так как восприятие наших органов чувств подавлялось бы пустым пространством[110]. Очевидно, что в древней китайской метафизике действие на расстоянии было вполне естественным и было свойством вселенской гармонии, которая связывала всё со всем. Квантовая физика не поддерживает такой холистический взгляд на мир. В квантовой физике не все запутано со всем и лишь некоторые редкие события коррелируют нелокальным способом. Кроме того, повторюсь, не существует причины, которая, находясь здесь, воздействовала бы на событие где-то там. Запутанность – это род «вероятностной причины», следствия которой могут проявиться в нескольких местах, не позволяя коммуникации на расстоянии. Запутанность определяет естественную склонность объектов производить те или иные коррелированные ответы на определенные вопросы. Эти ответы не предопределены, не записаны в состоянии объекта. Это просто записанная в самом состоянии объекта склонность выдавать такой-то и такой-то результат.

Лично я не считаю столь странным, что квантовый объект не должен содержать в себе все ответы на все вопросы, которые могут задать физики, а обладает лишь склонностью выдавать эти ответы. Мне кажется, что принять непредопределенность мира несложно. Мир, полный склонностей и случайных событий, но подчиняющийся хорошо определенным законам, кажется мне гораздо интереснее, чем мир, где все было предопределено в точности с самого начала времен.

Можно поспорить, однако, что нам предстоит еще многое узнать о нашем мире. В частности, мы до сих пор не понимаем, как совместить новые знания с теорией относительности Эйнштейна. Мы также не понимаем ни полную математическую структуру, ни весь потенциал практического применения в обработке информации, равно как – и это самое удивительное – пределы нелокальности: почему квантовая физика не разрешает больше нелокальности?