Самосознающая вселенная. Как сознание создает материальный мир

ГЛАВА 8. ПАРАДОКС ЭЙНШТЕЙНА-ПОДОЛЬСКОГО-РОЗЕНА

Идеалистическая интерпретация коллапса квантово-волновой функции держится на нелокальности сознания. Поэтому нам нужно спросить — существуют ли какие-либо экспериментальные доказательства нелокальности. Нам везет. В 1982 г. Ален Аспект и его сотрудники в университете Пари-Зюд провели эксперимент, который убедительно продемонстрировал квантовую нелокальность.

В 1930-е гг. Эйнштейн помогал в создании парадокса, ныне общеизвестного как парадокс ЭПР, с целью доказать неполноту квантовой механики и поддержать реализм. Учитывая философские убеждения Эйнштейна, ЭПР вполне могло бы означать «Эйнштейн в Поддержку Реализма». По иронии судьбы парадокс обернулся ударом по реализму — по крайней мере, по материальному реализму, — и не последнюю роль в этом сыграл эксперимент Аспекта.

Вспомните принцип неопределенности Гейзенберга: в любое данное время можно измерить с абсолютной достоверностью только одну из двух взаимодополнительных переменных — положение или импульс. Это означает, что мы никогда не можем предсказать траекторию квантового объекта. Вместе с двумя своими сотрудниками, Борисом Подольским и Натаном Розеном, Эйнштейн придумал сценарий, который, казалось, противоречил этой неопределенности.

Представьте себе, что два электрона — назовем их Джо и Мо — в течение некоторого времени взаимодействуют друг с другом, а затем перестают взаимодействовать. Эти электроны, разумеется, являются идентичными близнецами, поскольку электроны неразличимы. Предположим, что когда Джо и Мо взаимодействуют, их расстояния от некоторого источника по определенной оси равны соответственно x _Jи х _M(рис. 29), Электроны движутся и, следовательно, обладают моментом количества движения (импульсом). Мы можем обозначить эти импульсы (вдоль той же оси) как р _Jи р _M .Из квантовой механики следует, что мы не можем одновременно измерить и р _J, и x _J, или и р _M, и х _Mвследствие принципа неопределенности. Однако квантовая механика позволяет нам одновременно измерять их расстояние друг от друга (X = x _J- х _M) и их суммарный импульс (Р = р _J + р _M ).

Рис. 29.Корреляция Джо и Мо в ЭПР. Расстояние между ними, x _J— х _M, всегда остается одним и тем же, и их общий импульс всегда равен p _J+ р _м

Эйнштейн, Подольский и Розен утверждали, что когда Джо и Мо взаимодействуют, они становятся скоррелированными, поскольку, даже если позднее они перестают взаимодействовать, измерение положения Джо (x _J) позволяет нам точно вычислить, где находится Мо — значение х _M— (так как х _M= x _J— X, где X— известное расстояние между ними). Если мы измеряем p _J(импульс Джо), то можем определить р _M(импульс Мо), так как р _M = P— р _J ,а Ризвестно. Таким образом, выполняя надлежащее измерение Джо, мы можем определять или положение, или импульс Мо. Однако если мы проводим измерения Джо, когда Джо и Мо больше не взаимодействуют, то эти измерения, вероятно, никак не могут действовать на Мо. Таким образом, должны быть одновременно доступны значения положения и импульса Мо.

Вывод ЭПР гласил, что скоррелированный квантовый объект (Мо) должен одновременно обладать определенными значениями и положения, и импульса. Этот вывод поддерживал реализм, так как теперь мы, в принципе, могли определять траекторию движения Мо. Напротив, он, казалось, серьезно компрометировал квантовую механику, поскольку она согласна с идеализмом в том, что траекторию квантового объекта невозможно вычислить, так как траектория не существует — существуют только возможности и наблюдаемые события!

Эйнштейн доказывал, что если траектория скоррелированного квантового объекта, в принципе, предсказуема, но квантовая механика не способна ее предсказать, значит с квантовой механикой что-то не так. Любимый вывод Эйнштейна из этой дилеммы состоял в том, что квантовая механика — это неполная теория. Ее описание состояний двух скоррелированных электронов не полно. Тем самым он косвенно поддерживал идею существования скрытых переменных — неизвестных параметров, которые управляют электронами и определяют их траектории.

Физик Хайнц Пагелс так охарактеризовал концепцию скрытых переменных: «Если представить себе, что реальность — это колода карт, то квантовая теория способна предсказывать лишь вероятность попадания карт различным игрокам при сдаче. Если бы существовали скрытые переменные, это было бы все равно что смотреть в колоду и предсказывать отдельные карты у каждого игрока».