Сто лет недосказанности: Квантовая механика для всех в 25 эссе

«Технические» же претензии парадоксальным образом концентрировались вокруг того, что бомовская механика нарушает условия теоремы фон Неймана – хотя из теоремы как раз и следует, что без нарушения этих условий скрытые параметры невозможны! Ключевое условие теоремы состоит в том, что значения скрытых параметров непосредственно выражают значения физических величин, получаемые при измерениях (измерение, следовательно, выявляет уже имевшееся значение этой величины); такие скрытые параметры и невозможны согласно теореме. Но бомовская механика именно это условие и нарушает. В ней значения скрытых параметров, относящихся, скажем, к скорости, не проявляют себя в измерениях – они представляют собой «внутренние» свойства, которые непосредственно в наблюдениях/измерениях недоступны! Только для положения в пространстве нет никакой «внутренней бухгалтерии»: измерение положения частицы всегда показывает значение этого параметра, уже приписанное частице. Но измерение и скорости, и энергии требует указания процедуры, и результат зависит от этой процедуры, а не считывается непосредственно со значений скрытых параметров. Неодобрение Паули и Гайзенберга вызывало еще и вытекавшее отсюда отсутствие симметрии между положением и скоростью (импульсом). Мне трудно полностью избавиться от ощущения, что такая реакция хотя бы отчасти была мотивирована их приверженностью стандартной (впоследствии названной «копенгагенской») квантовой механике.

Имелась, конечно, стоящая отдельно ото всех фигура, на которую Бом с самого начала не мог не рассчитывать. Еще в первые годы после создания квантовой механики Эйнштейн высказывался о желательности ее дополнения. Он, в частности, полагал, что проявления случайности в квантовом мире должны быть результатом взаимодействия каких-то неучтенных факторов, что в глубине природы все-таки властвует причинность, а индетерминизм просто отражает наше незнание о том, что там происходит.

Эйнштейн успел познакомиться с бомовским предложением – однако отозвался о нем как о «слишком легковесном». Не получив поддержки даже в виде «особого мнения» Эйнштейна, бомовская механика не только не произвела сенсацию, но и отошла на второй план, оттесненная копенгагенской интерпретацией. Основная масса физиков восприняла реакцию ведущих ученых как дополнительное свидетельство в пользу «копенгагена». И далеко не все были готовы вникать в математические детали на том уровне, на котором писал фон Нейман (тогда было и правда много других дел).

На этом фоне произошла странная метаморфоза: на уровне «фольклора» только укрепилось мнение, что, как бы там ни было, «фон Нейман доказал» запрет на скрытые параметры. Например, приведенная выше выдержка из аннотации к переводу его книги продолжается так:

В частности, именно в этой книге изложено доказательство знаменитой теоремы о невозможности ввести «скрытые параметры» без кардинальной перестройки всей квантовой механики.

Только в середине 1960-х гг. раздался возмущенный голос Белла. Он знал, в изложении других ученых, о теореме фон Неймана как о «запрете на скрытые параметры», но одновременно видел контрпример к ней в лице бомовской механики. Однако разобраться в теореме ему мешало незнание немецкого, на котором – в другой эпохе, на тридцать лет ранее – писал фон Нейман. В конце концов, после промедления в несколько лет, Белл попросил одного друга сделать для него перевод на английский. Поскольку Белл уже был немало раздражен логической несуразностью копенгагенской интерпретации, а теоремой фон Неймана часто сопровождали рассуждения в ее поддержку, Белл обрушился на теорему с обвинением в ошибке в одном из условий – том самом, которое требует, чтобы значения скрытых параметров, приписанных частицам, напрямую выражали бы результаты измерений, проводимых над этими частицами.