Новая инквизиция - Роберт Уилсон

Стоит подчеркнуть, что хотя фотоны можно рассматривать как световые «частицы» или как световые «волны» (обе модели полезны), в любом случае свет — это поток фотонов. Без этих фотонов ни один сигнал от фотона на инструменте А не сможет мгновенно достичь фотона на инструменте Б, и наоборот, поскольку сигналы — это порции энергии, а согласно принятым на сегодняшний день обобщениям, или «законам», порции энергии не могут перемещаться со скоростью, превышающей скорость света.

Вот почему нелокальное взаимодействие казалось Эйнштейну «пугающим» и предполагавшим монизм. Фотоны ведут себя так, словно какая-то энергия заставляет их коррелировать, но в физике нет такой энергии, которая могла бы распространяться с бесконечной скоростью, осуществляя такую корреляцию.

Оказывается, можно избежать таких математических безобразий, воспользовавшись доктриной «побочных эффектов формализма».

Эта доктрина полезна с точки зрения абстрактной математики и, возможно, даже необходима для красоты уравнений, но не позволяет получить результаты измерений экспериментально. В конце концов, есть простой способ избавиться от чертова кота Шредингера, признав, что это чудесное существо формально может одновременно быть живым и мертвым, но в реальном (экспериментальном) мире не бывает котов, которые могли бы находиться в таком смешанном состоянии. Кстати, фотон, электрон, или другой квант энергии порой ведет себя как волна, а порой — как частица только потому, что порой мы используем волновые уравнения, а порой — корпускулярные. (В известном эксперименте с двумя щелями фотоны в разные моменты времени ведут себя то как волны, то как частицы. Впрочем, это совсем другая проблема.) Модель множественных миров, вытекающую из волновых уравнений Шредингера, тоже можно считать «побочным эффектом формализма», чем-то вроде математического эквивалента оптической иллюзии.

Таким образом, все, кто считал математическое доказательство Белла просто невероятным, приняли его за очередной «побочный эффект формализма», не имеющий никакого экспериментального значения.

В 1974 году д-р Джон Клозер из Беркли (Калифорния) экспериментально проверил справедливость теоремы Белла. (Подробности см. в вышеупомянутой книге Ф. Капры.)

Чертовы фотоны вели себя именно так, как предсказывали математические выкладки Белла.

Естественно, со всех сторон посыпались возражения. Клозер повторил эксперимент, повысив точность измерений, и получил такие же результаты. Эксперимент повторяли многие ученые, в частности, Аспект во Франции. За несколько лет поставили шесть экспериментов, четыре из которых подтверждали теорему Белла, а два — опровергали, но все эти эксперименты подверглись суровой критике из-за техник постановки эксперимента.

12 мая 1978 года д-р Джек Сарфатти из Группы исследования физики/сознания зарегистрировал патент США 771165 на модель реальной системы сверхсветовой связи, в котором со сверхсветовыми скоростями распространяется не энергия, а информация, что, по мнению Сарфатти, подразумевается в математике Белла.

Узнав об этом патенте, д-р Карл Саган из КНРСПЯ пригвоздил модель д-ра Сарфатти как «в лучшем случае озорную фантазию».

Тем временем шла оживленная переписка между д-ром Сарфатти и д-ром Ником Хербертом. Мне разрешили ознакомиться с содержанием писем. Д-р Херберт, тоже физик, утверждает, что даже если выкладки Белла математически правильны и имеют физический смысл (он в этом уверен), система д-ра Сарфатти работать не будет. Насколько я могу судить, его аргументы достаточно убедительны. Д-р Сарфатти ему отвечает. Насколько я могу судить, его аргументы также не менее убедительны.

В 1982 году в журнале «Основы физики» (т. 12, № 12) опубликована статья д-ра Херберта, в которой он предлагает другую модель системы сверхсветовой связи.

В письме ко мне от 14 декабря 1982 года д-р Херберт сообщает, что на создание собственной модели системы «сверхсветовой» связи его вдохновили споры с Сарфатти. С его точки зрения, вторая модель более совершенна, но требует более агностического подхода. По его словам, этой статьей он хотел расшевелить спящую науку, чтобы в ходе научных дебатов «пролить свет на фундаментальные вопросы».

Д-р Херберт также упомянул, что слышал о «дюжине» других альтернативных «сверхсветовых» систем, которые обсуждаются на кафедрах физики университетов или готовятся к публикации в научных журналах.

6 января 1983 года в «Нью сайентист» (Лондон) сообщается о двух новых сериях экспериментов, поставленных д-ром Аленом Аспектом в Институте теоретической оптики в Орсе под Парижем, которые убедительно доказывают теорему Белла (см. рис.)

В качестве источника выбрали атом ртути или кальция, так как они охотно испускают фотоны. Закрученные в спираль линии по обе стороны от источника подразумевают масштабное сжатие схемы установки для размещения по ширине на странице. В действительности, фотоны должны пролететь три метра, чтобы столкнуться с остальной аппаратурой. Сначала фотоны пролетают через специальные переключатели (которые срабатывают через 10 наносекунд, то есть через 10 миллиардных долей секунды), затем поляризуются и только потом попадают на счетчики фотонов, срабатывающие под действием переключателей. Переключатели играют в этой системе важную роль, поскольку счетчики регистрируют только то, что происходит после прохождения фотонов через переключатели, то есть в последние 10 наносекунд. Так как расстояние между измерительными инструментами составляет шесть метров, ни один энергетический сигнал не может распространиться от одного фотона к другому за такое время, чтобы заставить их «подстроиться» друг под друга. (Для этого нужно ровно 20 наносекунд.) Тем не менее, фотоны нелокально коррелируют, как и предсказывает теорема Белла, напоминая двух балерин, которые в финальной сцене замирают на разных концах сцены в совершенно одинаковых позах, не глядя друг на друга (не обмениваясь энергетическими сигналами).

Разумеется, мы знаем, как балерины достигают такой синхронности движений. Эта информация в них «заранее заложена» хореографом. Но какой хореограф закладывает информацию в фотоны? Вопрос далеко нетривиальный.

Подводя итог статьи, сотрудник «Нью сайентист» Базил Райли пишет: Следует подчеркнуть, что этот результат сохраняется при отсутствии взаимодействия между двумя отдельными частица-ми… Другими словами, наблюдается некая форма «нелокального эффекта»… мы должны быть готовы радикально пересмотреть наше представление о реальности, отказавшись от доминирующего принципа локальности.

Д-р Джон Гриббин в книге «В поисках кота Шредингера» указывает, что этот эксперимент гораздо значительнее, чем кажется на первый взгляд. Пять из семи проведенных экспериментов подтвердили теорему Белла, причем под давлением критики точность измерений в каждом новом эксперименте постоянно повышалась. Любая инструментальная ошибка должна уничтожать свидетельство корреляции; крайне трудно представить (попробуйте сами!) некую серию невероятных ошибок, которые должны были произойти, чтобы создалось совокупное впечатление мнимой корреляции, в действительности не существующей.

Д-р Херберт популярно объяснил мне суть данного нелокального эффекта, воспользовавшись примером из лекции самого Белла:

Допустим, в Мехико живет человек, который всегда ходит в красных носках, а в Белграде живет человек, который всегда ходит в синих носках. Представьте, что мы каким-то образом можем «заставить» человека в Мехико снять красные носки и надеть синие. Если эти двое мужчин ведут себя так, как фотоны в эксперименте д-ра Аспекта, то мужчина в Белграде должен мгновенно (то есть прежде, чем до Белграда может дойти сообщение о том, что произошло в Мехико) снять синие носки и надеть красные. Более того, если поведение обоих мужчин в точности соответствует поведению нелокально взаимодействующих фотонов, такая синхронная смена носков должна происходить всякий раз, когда мы «заставляем» сменить носки любого из них.

Понятно, почему Эйнштейн считал такие нелокальные эффекты «пугающими». Поскольку энергетический сигнал (причина!) не может распространяться со сверхсветовой скоростью, вызывая такие нелокальные эффекты (следствие!), получается, что нелокальные эффекты происходят в нарушение причинно-следственных связей, т. е. беспричинны.

Теперь обсудим один технический вопрос. Исходя из «Копенгагенской интерпретации», разработанной д-ром Нильсом Бором и его коллегами в Копенгагенском университете в 1926–1928 годах, между наукой и «реальностью» есть разница К сожалению, «Копенгагенская интерпретация» позволяет приходить к таким тонко уловимым и едва различимым выводам, что вряд ли можно найти двух физиков, которые трактуют ее совершенно одинаково. Д-р Бор однажды заявил: «Считалось, что физика описывает вселенную, но теперь мы знаем, что она описывает лишь то, что мы можем сказать об этой вселенной (курсив его)».