Квантовая теория и раскол в физике

Эйнштейн был не прав, поддерживая принцип локальности, а боровская анти-

реалистическая философия была верна.

Этот новый подход коренится в той переформулировке ЭПР аргумента в

терминах спина, которая была дана Д. Бомом. Бомовская версия этого аргумен-

та, которая, на мой взгляд, очень сильно отличается от первоначальной ЭПР, берет в рассмотрение две частицы, чьи спины взаимодействуют. После этого

измеряют спин одной из них и тем самым определяют спин другой. Измеряя

различные компоненты спина, скажем A, мы определяем соответствующие

компоненты спина B[25].

Остановлюсь на некоторых различиях между исходным ЭПР аргументом

23

и его бомовской версией. Эти различия связаны с особенностями двух способов

приготовления квантово-механического состояния [26]. Это приготовление мо-

жет быть просто селективным, а может, кроме того, создавать новые предрас-

положенности (propensities) – как в случае отбора состояния частицы при по-

мощи поляризатора (например, призмы Николя или кристалла турмалина).

Первое приготовление связано либо с обычным ретросказательным измери-

тельным экспериментом, либо с тем видом приготовления, которое я называю

"физической селекцией" [27]. Бомовская (и, следовательно, также белловская) версия ЭПР эксперимента представляет собой, однако, селекцию во втором

смысле этого слова: этот эксперимент базируется на измерении поляризации, которое придает новые предрасположенности рассматриваемым частицам. Не

исключено поэтому, что этот эксперимент будет сильно отличаться от экспери-

мента с другом типом приготовления состояния. Не исключено, что ЭПР экспе-

римент в бомовско-белловской версии свидетельствует в отличие от первона-

чального варианта в пользу действия на расстоянии, следовательно, не в пользу

специальной теории относительности. Если это действительно так, то перед

нами возникает новое и очень интересное различие двух видов селекции или

приготовления состояния.

Заметим, что в связи со спином возникают другие проблемы. Во-первых, мы так мало знаем о спине, что не исключено, что Бом ошибался, предполагая, что его спиновая версия ЭПР эквивалентна предложенной Эйнштейном. Говоря

это, я имею в виду то, что у нас нет реалистической теории спина. Спин, при-

сутствующий в теории атома, отличается от того, что мы обычно реалистически

называем спином. Спин – это что-то очень странное и в некотором смыслесло-

ва неклассическое. Возможно в связи со спином действительно имеет место

действие на расстоянии (см. ниже). Но это не значит, что на неограниченно

большом расстоянии. Между прочим, фактор большого расстояния имел ре-

шающее значение для оригинальной версии ЭПР. В результате, если будет до-

казано дальнодействие для малых протяженностей, это еще не будет аргумен-

том против исходной версии ЭПР, а только против бомовской его версии. Не

24

исключено, что аргумент со спином в конечном итоге не окажет существенной

помощи копенгагенской интерпретации. Новые эсперименты типа ЭПР экспе-

риментов спасли бы копенгагенскую интерпретацию лишь в том случае, если

бы нелокальное действие распространялось на любые расстояния. (Кстати, да-

же сейчас редко осознают необходимость различать формализм квантовой тео-

рии от ее копенгагенской интерпретации.)

Пока речь шла о возможном. Однако ЭПР эксперимент, сформулирован-

ный в терминах спина, не просто мысленный эксперимент, он может быть ре-

ально выполнен. Теоретическая основа такого эксперимента была разработана

Дж. Беллом, и ряд экспериментов был выполнен. (Мои настоящие замечания

базируются на предположении, что белловская интерпретацияего теоремы

физически корректна; это, однако, открытый вопрос.) Указанные проверки предполагают проверку того, что теперь называется

неравенством Белла. Хотя окончательные выводы делать рано, большинство

экспериментов, по-видимому, свидетельствуют против того, что Белл назвал

"локальными реалистическими теориями", и в пользу квантовой механики и

возможно даже ее копенгагенской интерпретации.

Признаюсь, эти результаты удивили меня. Когда я в первый раз услышал, что Ф. Клаузер и А. Шимони намереваются проверить неравенство Белла, я

предположил, что в результате квантовая теория будет опровергнута. Однако

мое ожидание оказалось ошибочным, поскольку большинство проверок свиде-

тельствовало о другом.

VIII

Тем не менее я не отказываюсь от моей реалистической интерпретации

физики и пока не отказываюсь даже от локальности. Напротив, в отличие от А.

Шимони я считаю, что нет ни малейшего повода полагать, что новейшие экспе-

рименты, даже если бы их результат показывал, что от локальности следует от-

казаться, навредили реализму. Скорее (я это объясню в следующем разделе) этот результат, если он действительно справедлив, свидетельствует против

25

эйнштейновской и в пользу лоренцевской интерпретации формализма в специ-

альной теории относительности, а также в пользу ньютоновского абсолютного

пространства (Ньютон и Лоренц были, конечно же, реалистами).

Вышеупомянутые эксперименты, основанные на теореме Белла, – факти-

чески первые эксперименты, которые могут рассматриваться в качестве ре-

шающих с точки зрения выбора между теорией Лоренца и специальной теорией

относительности, хотя они проводились с иной целью и, насколько я знаю, ни-