Квантовая теория и раскол в физике - Поппер Карл Раймунд (читать полностью бесплатно хорошие книги .txt) 📗

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 смысле сло-

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 интерпретация его 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-

кто не утверждал, что они могут использоваться для того, чтобы решить, кто же

прав – Эйнштейн или Лоренц.

Долгое время и совершенно независимо от ЭПР аргумента я говорил, что

хотя представление об отсутствии действия на расстоянии во всех отношениях

более удовлетворительно, чем идея действия на расстоянии (особенно с точки

зрения реалиста), не следует полагать, что действие на расстоянии априори не-

возможно или что оно исключено реализмом.

Этот подход слегка отличается от подхода Эйнштейна, который говорил, что "существует одно допущение, которое мы, на мой взгляд, должны поддер-

живать при всех обстоятельствах: реальное положение вещей (состояние) сис-

темы S2 не зависит от того, что проделывают с пространственно отдаленной от

нее системой S1" [28]. Не думаю, что следовало бы легко отказываться от этого

допущения, но вряд ли нужно стремиться сохранять его "при всех обстоятель-

ствах". Нам надо быть готовыми к тому, чтобы где-то принять действие на рас-

стоянии.

Но прежде чем отбросить такой интуитивно приемлемый принцип, как

принцип локального действия, вся ситуация в целом должна быть проанализи-

рована более глубоко и тщательно, чем это делалось до сих пор. Разумеется, действие на расстоянии несовместимо со специальной теорией относительно-

сти, точнее с эйнштейновской (в отличие от лоренцевской) интерпретацией

этого формализма (я уже отмечал это). Действие на расстоянии, если бы оно

было принято, потребовало бы значительной модификации специальной теории

относительности, потребовало бы отбросить ее эйнштейновскую интерпрета-

26

цию. Не следует, однако, забывать, что с точки зрения общей теории относи-

тельности специальная теория относительности – лишь первое приближение.

В любом случае главное, что мне хочется сказать и что, как я полагаю, хотел сказать сам Эйнштейн, состоит в следующем. Обычно все происходит в

мире по принципу локального действия и вопреки тому, что, как считается, да-

ют эти эксперименты. Если принимается действие на расстоянии, то в мире на-

ряду с нормальным допускается ненормальный ход событий. Это было бы

сильным ударом по здравому смыслу. Но все представления здравого смысла, включая и это представление, всегда должны быть открыты для критики.

Однако не только здравый смысл конфликтует с этими экспериментами и

с отрицанием локальности. С ними конфликтуют все наши астрономические

знания и результаты технических приложений физики, ибо все они предпола-

гают реальность времени и исключают действие на расстоянии. И что даже бо-

лее важно – выводимые из этих экспериментов, а также из ситуации в атомной

физике в целом идеалистические утверждения, в особенности теория, согласно

которой течение времени – это субъективная иллюзия, находятся, как мне