Нелокальность. Феномен, меняющий представление о пространстве и времени, и его значение для чёрных дыр, Большого взрыва и теорий всего

Цайлингер видит аргумент Белла в таком свете: это опровержение не локальности самой по себе, а «локального реализма», который объединяет два интуитивных суждения Эйнштейна о том, что физика локальна (частицы взаимно независимы) и реалистична (частицы обладают определенными свойствами до того, как над ними проводятся измерения). Если аргумент Белла относится к локальному реализму, а не только к локальности, то только одно из этих суждений находится под ударом. По аналогии, если говорят, что кто-то — не кассир-феминистка, то нам нужно больше информации, чтобы узнать, кем она не является: феминисткой или кассиром, или же она и не феминистка, и не кассир. В этом случае, возможно, мы должны отказаться от реализма, а не от локальности. Цайлингер и его команда провели эксперименты, которые оказались убийственны для реализма.

В одном из них частицы оставались в контакте друг с другом, так что вопрос о локальности не стоял. Это была чистая проверка реализма, и частицы ее провалили. Если вы попытаетесь объяснить результаты измерений, предполагая, что у частиц были определенные свойства на протяжении всего времени, то придете к противоречию. Переведем это на язык монет: предположим, пять человек сидят за столом. Каждый подбрасывает монету и сравнивает результат с результатом своего соседа справа. Поскольку пять — нечетное число, то по крайней мере у одного человека результат совпадет с результатом соседа. Но это верно только для обычных монет. Для квантовых монет вы можете обнаружить, что ни у одного из них результат не совпадет с результатом соседа справа, что невозможно, если у бросков есть определенные результаты, которые существуют до осуществления сравнения.

Безусловно, такие эксперименты не полностью исключают реализм. Некоторые теории, основанные на реализме, такие как концепция направляющего поля Бома, остаются жизнеспособными. Но эти результаты все же наводят на размышления. Уже в тот момент, когда вы пытаетесь представить себе то, какими должны быть частицы перед измерением, вы призываете на помощь нелокальные воздействия. Перестаньте пытаться представить их таким образом и, возможно, сможете сохранить локальность. «На мой взгляд, проблема не в локальности, — сказал Цайлингер аудитории в Дрездене. — На мой взгляд, главная помеха — это идея о реализме».

Противостояние в Дрездене

Когда Цайлингер сел, встал Модлин. «Хочу сказать, что я по-другому смотрю на эти вещи», — начал он. Цайлингер, по его мнению, упустил суть аргументов Белла. Белл действительно опроверг локальный реализм, но это было только второй частью его довода в пользу нелокальности. Первая часть была исходной дилеммой Эйнштейна. По его логике, реализм — это тот вариант решения дилеммы, который мы вынуждены принять, если хотим избежать нелокальности. «Эйнштейн не принимал реализм, — сказал Модлин. — Он его вывел». Проще говоря, Эйнштейн исключил локальный антиреализм, Белл исключил локальный реализм, а значит, независимо от того, подчиняется физика принципам реализма или нет, она должна быть нелокальной.

Как сказал Модлин, красота этого рассуждения в том, что оно превращает спорную тему реализма в отвлекающий маневр. В качестве авторитетного источника Модлин процитировал самого Белла, который горевал о том, что люди склонны рассматривать его работу как приговор реализму, и в конечном счете повторно вывел свою теорему, но уже не употребляя слово «реализм» и его синонимы. Не имеет значения, создают ли эксперименты действительность или просто фиксируют ее, является ли квантовая механика заключительным словом в физике или просто прелюдией к более глубокой теории, или, вообще, состоит ли действительность из частиц или чего-то еще. Просто проведите эксперимент, отметьте закономерность и спросите себя, есть ли способ объяснить ее локальным образом. При соответствующих обстоятельствах такого способа нет. По словам Модлина, нелокальность — это эмпирический факт, и точка.

Единственный способ избежать вывода о нелокальности состоит в том, чтобы усомниться в правомерности экспериментов, а это мы, по существу, и делаем в вышеупомянутых вариантах устранения нелокальности. То есть может быть так, что выполнить действительно контролируемый эксперимент невозможно (из-за супердетерминизма или обратной причинно-следственной связи) или что невозможно полностью зарегистрировать результаты эксперимента (из-за нашей неспособности видеть другие вселенные). Но такие варианты — анафема для экспериментаторов вроде Цайлингера.