Физика с Эйнштейном. Ключевые идеи в популярном изложении - Рюдигер Ваас

в теории относительности. Однако из квантовой теории следует существование нелокальных квантовых запутанностей[151]. Эйнштейн осознал это еще в 1927 году, но не смог донести до своих противников. Позже он говорил о «жутком дальнодействии» и «телепатических средствах», считая «нелокальность» чем-то смешным и странным: измерение квантовой системы в одном месте не должно влиять на результат измерения в другом месте без временной задержки. «Локальную отделимость»[152] систем Эйнштейн считал в некотором смысле не подлежащей обсуждению (а иногда принимаемой за критерий реальности).

Квантовая теория звучит странно, но имеет экспериментальное подтверждение: измерение квантового состояния частицы мгновенно влияет на измерение другой запутанной с ней частицы, находящейся на произвольно большом расстоянии. При этом никакая информация не может передаваться со сверхсветовой скоростью.

Бор не успокоился и долго работал над ответом. Не ответив и не выслушав Бора, квантовый физик Джон Белл[153] позже заявил, что «Умственное превосходство Эйнштейна над Бором в этом вопросе было огромным: глубокий разрыв между человеком, который ясно видел, что нужно, и обскурантистом».

Однако спор Эйнштейна и Бора тогда не мог быть разрешен, потому что только в 1964 году Белл математически доказал, что существование скрытых переменных несовместимо с локальностью квантовой теории. Формулу Белла также можно было проверить в экспериментах. Время ясно показало, что рассуждения Эйнштейна в 1935 году и позже были совершенно правильными – но приводили к результату, который Эйнштейну бы совсем не понравился: «нелокальность» действительно существует! Правда, невозможно обмениваться сообщениями со сверхсветовой скоростью, используя «жуткое дальнодействие». В этом смысле они не опровергают специальную теорию относительности. Но они все же противоречат локальной причинно-следственной связи, что до сих пор вызывает вопросы.

Что касается самой квантовой теории, то сейчас существует множество ее интерпретаций кроме копенгагенской, включая вариант Луи де Бройля, Дэвида Бома[154]и Джона Белла, где даже есть скрытая переменная… но, вопреки мнению Эйнштейна, он также радикально нелокален.

В поисках формулы всего

Эйнштейн оставался непреклонным, как это часто бывало. Он не признавал, что реальность зависит от наблюдений или наблюдателей, как считали Гейзенберг, Бор и К0, – как будто бы Луны не было, когда никто не смотрит. Эйнштейн не хотел, чтобы теория заявляла только о том, что можно знать, а не о мире как таковом. Раздражал его и чистый прагматизм, который до сих пор популярен среди физиков, поскольку он просто игнорирует философские вопросы толкования. Хотя для всех практических целей копенгагенская интерпретация подходила как нельзя лучше. Достаточно было воспользоваться принципом «shut up and calculate» – «заткнись и считай», который предложили нобелевские лауреаты Поль Дирак[155] и Ричард Фейнман[156]. Но другой квантовый физик – Давид Мермин[157] – высказался вполне в духе Эйнштейна: «Shut up and contemplate» – «заткнись и подумай».

«Меня не устраивает, когда у нас есть механизм, который выдает пророчества, но мы не можем придать им четкого смысла».

«Большой первоначальный успех квантовой теории не может заставить меня поверить в Большую Игру в кости, хотя я хорошо знаю, что молодые коллеги считают это неверие следствием старческого слабоумия».

Эти два замечания Эйнштейна в адрес Борна в 1944 году и в конце 1953 года ясно выражают его позицию. И в 1949 году Эйнштейн продолжал подчеркивать, что и с сегодняшней точки зрения совершенно справедливо: «В рамках статистической квантовой теории не существует полного описания отдельной системы» – она существует только для всей системы. В этом смысле квантовая теория не является полной, а только практически применимой. Следовательно, Эйнштейн надеялся, что в конечном итоге она должна быть объяснима или логически выведена из более фундаментальной теории.

Эйнштейн начал работу над «единой теорией поля» с 1920-х годов – и занимался ею до конца своей жизни. Но безуспешно. Поиск «формулы всего» все еще продолжается. Все попытки пока не привели к успеху. В 1947 году в письме Борну Эйнштейн жаловался, что «вычислительные трудности» «настолько велики, что мне придется „жевать жвачку“, прежде чем я смогу обрести уверенность». Но он твердо верил, что «в конечном итоге вы придете к теории, в которой закономерно связанные вещи являются не вероятностями, а фактами».

Он работал над расчетами даже в постели, незадолго до смерти. Его падчерица Марго была в той же больнице в Принстоне и виделась с ним дважды. «Сначала я его не узнала – настолько он изменился из-за боли и бледности. Но суть его была та же, – сообщала она в письме, – он говорил с глубоким спокойствием – даже с легким юмором упоминал о врачах – и ждал своего конца как неизбежного естественного события. Таким же бесстрашным, каким он был при жизни, таким же молчаливым и скромным он был перед лицом смерти. Без жалоб и без сожаления он ушел из этого мира».

Шест Эйнштейна

1. Из чего Эйнштейн сделал вывод о существовании атомов?

◻ а. Из фотоэффекта

◻ б. Из броуновского движения молекул

◻ в. Из конденсата Бозе – Эйнштейна

2. Как Эйнштейн объяснил фотоэффект?

◻ а. С помощью квантов света

◻ б. С помощью броуновского движения молекул

◻ в. С помощью эквивалентности массы и энергии

3. За что Эйнштейн получил в 1921 году Нобелевскую премию по химии?

◻ а. За теорию относительности

◻ б. За объяснение фотоэффекта

◻ в. Он не получал эту Нобелевскую премию

4. Кто является основателями корпускулярно-волнового дуализма?

◻ а. Планк, Эйнштейн, Бозе

◻ б. Эйнштейн, де Бройль, Бор

◻ в. Шрёдингер, Эйнштейн, Борн

5. Что Эйнштейн хотел обязательно сохранить?

◻ а. Строгую причинность

◻ б. Принцип причинной локальности мира

◻ в. Особую роль наблюдателя

Ответы: 1б, 2a, 3в, 4б, 5б

Больше о Вселенной Эйнштейна

Работы и переписка Эйнштейна

(научно отредактированные с комментарием)

■ Collected Papers. Hrsg. von Diana Kor-mos Buchwald u. a. Princeton University Press: Princeton ab 1987; einsteinpapers. press.princeton.edu

Научно-популярные книги Альберта Эйнштейна

■ О специальной и общей теории относительности (общедоступное изложение). RUGRAM, 2012

■ Мир, каким я его вижу. ACT, 2016

■ Эволюция физики. ACT, 2018

■ Автобиографические заметки. Москва, Тайдекс Ко, 2003

■ Aus meinen spaten Jahren. Deutsche Verlags-Anstalt: Stuttgart 1984, 2. Aufl. [1979] (Aufsatzsammlung)

■ Briefe. Diogenes: Zurich 1981