Шанс есть! Наука удачи, случайности и вероятности

Но мы сегодня твердо уверены, что она не заблуждается. Дело в том, что множество экспериментов доказали справедливость ее положений. Еще в 1981 году Ален Аспе из Института оптики во французском Палезо показал, используя пары фотонов, что сцепленность работает именно так, как утверждает квантовая теория. С тех пор другие исследователи усовершенствовали методику Аспе. В частности, Николя Гизин вместе со своими коллегами по Женевскому университету исследовал фотонные пары, двигавшиеся по волоконно-оптическим кабелям в разные города Швейцарии, чтобы показать: квантовая сцепленность может наблюдаться даже у частиц, разделенных десятками километров. Другие экспериментаторы посылали фотоны по воздуху на более чем 100 километров, пытаясь удостовериться в существовании этих загадочных связей. Судя по всему, расстояние здесь никакой роли не играет.

Более того, квантовая сцепленность присуща не только парам частиц. Ноа Линден, математик из Бристольского университета, совместно с Санду Попеску, физиком-теоретиком, работающим там же, исследовал квантовую сцепленность для количества частиц, превышающего 2. Как выяснилось, в типичном наборе квантовых состояний (для любой группы частиц) связи между частицами носят главным образом нелокальный характер. Квантовая теория не «чуть-чуть нелокальна», она нелокальна в подавляющем большинстве ситуаций. Нелокальность – свойство нашей Вселенной.

Этот вывод может встревожить. Нелокальность подрывает на корню идею обособленности вещей и угрожает разрушить само понятие разделенности, отдельности, изолированности. Чтобы изолировать какой-то объект, мы обычно просто отодвигаем его подальше от всего остального – или же сооружаем вокруг него какие-то непроницаемые стенки. Но связь, существующая благодаря квантовой сцепленности, не ведает границ. Это не какой-то провод, который тянется сквозь пространство: это нечто такое, что ухитряется жить вне пространства. Оно проходит сквозь стены и не обращает внимания на расстояние.

Получается, идея обособленности попросту обречена? А если возможны связи, которые распространяются быстрее света, то и теория относительности, невзирая на свой ошеломляющий успех, тоже обречена?

Тут-то и вступают в дело игральные кости Бога. Как полагает Попеску, случайность, таящаяся в сердце квантовой механики, служит своего рода божественным предохранителем, который защищает от столь абсурдных последствий. Случайность, если прибегнуть к формулировке покойного Абнера Шимони из Бостонского университета, гарантирует «мирное сосуществование» квантовой физики и теории относительности. Да, результат (скажем, положительный или отрицательный спин) на одном конце связи, обладающей квантовой сцепленностью, мгновенно изменяет то, что происходит на другом конце. Но сами по себе результаты совершенно неконтролируемы. Вне зависимости от того, параметры какой из частиц вы измеряете, полученный результат (положительный или отрицательный спин) окажется случайным, и для каждой из частиц мера этой случайности будет одинакова. А значит, вы не можете контролировать результат на другом конце. Вы не можете использовать эту связь для передачи какого-то послания.

На какие бы ухищрения вы ни пускались, это препятствие на пути мгновенного распространения информации представляется непреодолимым. Допустим, вы решили выбрать две различных оси, А и В, относительно которых вы намерены измерять спин ваших частиц. Если вы измерили спин одной частицы относительно оси А, то спин ее партнера (тоже относительно А) тут же станет определенным.

То же самое касается и спинов относительно оси В. Тот факт, что вы не можете контролировать, будет спин отрицательным или положительным, уже не играет роли. Пока у вас есть устройство, сообщающее, относительно каких осей измеряется спин, у вас есть способ передачи бинарного кода типа АВВАВВАВ, который будет содержать в себе такую же информацию, как и привычный нам двоичный код 01101101.

Однако, как выясняется, любой детектор, способный это проделать (среди всех детекторов, какие мы можем себе вообразить), также ограничен в своей работе математическими положениями квантовой теории. Экспериментатор, находящийся на другом конце, не в состоянии узнать по индивидуальным результатам, по их статистике или исходя из чего-либо еще, какова была последовательность ваших измерений. Узнать это мешает квантовая случайность.