Квантовая механика и парадоксы сознания - Александр Петрович Никонов
Этим мысленным экспериментом, который разработали Эйнштейн и двое его коллег, был знаменитый ЭПР-парадокс. ЭПР – это сокращение от «Эйнштейн, Подольский, Розен» – таковы были фамилии разработчиков парадокса. На троих сообразили. Статья этих трех авторов, опубликованная в 1935 году, прозвучала для физиков всего мира как гром среди ясного неба. К тому времени квантовая механика уже сильно окрепла, расслабилась, а потому удар, ею пропущенный, оказался весьма сокрушительным.
С помощью этого мысленного эксперимента Альберт Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен доказали (как им показалось), что частица обладает одновременно и определенным положением, и определенным импульсом – что прямо запрещал принцип неопределенности. То есть получалось, что частица существует все-таки в классическом, ньютонианском смысле этого слова, а вовсе не в квантовом, когда объект «размазан» по пространству и точная его характеристика создается измерением, а до измерения частица никаких характеристик не имеет, вернее, имеет все характеристики сразу, то есть находится в суперпозиции свойств (и какое из них выпадет в лотерее реальным шариком из случайностного барабана, никому не известно, даже Господу Богу).
Как рассуждали Эйнштейн и его подельники? Представьте себе, что в результате некоего физического процесса из одного центра разлетаются в разные стороны две квантовые частицы. Поскольку они родились в результате одного процесса, их характеристики связаны друг с другом в силу законов сохранения. Одна частица у нас летит вправо, другая – влево, и скорости их обязаны быть одинаковыми, но мы пока точно не знаем, какими именно.
Когда частицы разлетятся, допустим, на километр или сто километров, мы берем и ловко меряем скорость правой частицы. И поскольку, в силу родства частиц, их скорости должны быть одинаковы, мы таким образом, не производя никаких действий с левой частицей, узнаем ее скорость. Ай, хорошо!.. Мы можем поступить и по-другому: измерить у правой частицы не скорость, а координату и через связанность частиц узнать координату левой частицы.
То есть, не трогая левую частицу, мы косвенным способом узнаем ее координату или скорость. А раз мы частицы даже не касались, но скорость ее все же узнали, значит, скорость эта у частицы была, хотя квантовая механика говорит, что свойство появляется в результате замера. Но мы ее не меряли!..
Это как будто две колоды карт, которые разложены рубашками вверх двумя параллельными рядами, причем разложены соответственно: напротив дамы пик всегда лежит дама пик, напротив крестовой шестерки – крестовая шестерка и т. д. И мы знаем только это условие, но не знаем, где какая карта находится, потому что они лежат, повторюсь, рубашками вверх. И если мы поднимаем одну из 54 карт и видим бубнового валета, мы уже точно знаем, что напротив него лежит валет бубей. И раньше, до замера, он там лежал, хотя мы его не касались – просто по условию разложения двух колод!.. Такова была идея Эйнштейна.
А, между тем, ваша квантовая механика, господин Бор, учит, что если частицу не трогали, то есть никак на нее не воздействовали, то у нее попросту нет никаких определенных характеристик, они все «размазаны». А тут мы, зная, что характеристики двух частиц связаны (запутаны, говорят физики в таких случаях), и, измерив скорость одной из них, автоматом узнаем скорость другой, а значит, эта скорость у нее есть! И это еще не все! Мы ведь таким образом и координату можем узнать. Таким образом мы получили, что частица, над которой не проводились никакие измерения и воздействия, имеет обе характеристики – и скорость, и координату. Вопреки вашему поганому принципу неопределенности! Ха-ха-ха!
Этот нездоровый смех квантовым физикам решительно не понравился. Неужели самая проверенная и самая работающая на практике теория – квантовая – на самом деле неполна? – задумались они.
Через много лет, один английский физик по фамилии Белл придумал мысленный эксперимент, из коего вывел формулу, получившую в физике его имя, – «неравенство Белла», согласно которой (формуле) можно поставить реальный физический опыт и проверить, кто прав – Бор или Эйнштейн.
Чтобы не растерять читателей из-за долгого и муторного объяснения статистических закономерностей, я не буду пускаться в принципы построения неравенства Белла. Просто скажу, что еще в далеком 1964 году Белл, который, похоже, придерживался эйнштейновских взглядов, хотя и не особо это озвучивал, поскольку к тому времени они уже считались в физике неприличными, вывел математическое выражение, которое могло бы доказать, есть у частиц в микромире какие-то скрытые параметры или их конкретные свойства возникают только после замера. Тогда проверить неравенство Белла экспериментальным путем было невозможно. Но через пару десятилетий неравенство Белла было проверено опытным путем – и проверено неоднократно, после чего отсутствие скрытых параметров и полнота квантовой механики были доказаны.
Квантовая теория безупречна. Ее математика безупречна. И только та самая физическая реальность в эту математику почему-то не укладывалась. Реальность эту математику ломала.
– Почему, – спросите вы, – если реальность в виде эксперимента квантовую механику как раз подтвердила? Что тогда означает ваша фраза «реальность в квантовую механику не укладывалась»?
Часть 2. Иллюзорность реальности
Волны пробегают, исчезая без следа,
Катится слепая, неразумная вода,
Долгие-предолгие бега из ниоткуда в никуда.
А. Иващенко, Г. Васильев
Глава 1
Странные квантовые эксперименты
Давайте же наконец признаемся, что именно так сильно взбесило творца теории относительности в квантовой механике и почему он столь упорствовал в ее неприятии! Ну, ведь не косный же дурачок был Эйнштейн! Что ему мешало проявить тот же безграничный физический либерализм, что и Бору: взять и пригласить в свое мыследопущение, в свой внутренний физический мир играющего в кости бога – мировую случайность?
Но гениальный мозг Эйнштейна сразу уловил, в чем главная беда квантовой механики с ее непредсказуемостью. Эта страшная беда состояла в ее нелокальности! Эйнштейн моментально смекнул, раньше многих, что квантовая механика убивает физическую реальность.
Что это значит? О-о, это требует осмысления!
Мы с вами люди тертые, нас на мякине не проведешь, мы понимаем, что никакого колдовства, чудес и магии не бывает. Силой воли дверь не откроешь, нужно подойти к ней и толкнуть. Или палкой дотянуться. На худой конец подойдет и полевое воздействие на расстоянии – как между магнитом и скрепкой – тут важно дотянуться до объекта воздействия веществом или полем. А если предмет воздействия от тебя в миллионе световых лет, то как ты на него повлияешь? Ладно, не будем брать космические масштабы… Если в ста километрах находится радиоуправляемая мина, которую вам нужно взорвать, вы должны послать радиосигнал. И когда он долетит до
