Нелокальность. Феномен, меняющий представление о пространстве и времени, и его значение для черных дыр, Большого взрыва и теорий всего | Джордж Массер | страница 33 | LoveRead.ec

Физики многократно пытались найти способ обойти это требование, но законы природы мешали каждой такой попытке. Ближе всех к решению проблемы подошел физик Ник Герберт в начале 1980-х гг. В сущности, его план состоял в проведении ряда повторных экспериментов. Предположим, что вы и ваш друг договорились о коде: левая — если по суше, правая — если по морю. Ваш друг подбрасывает свою монету либо левой, либо правой рукой и оставляет ее лежать. Вы подбрасываете свою монету, затем подбрасываете ее снова и снова, иногда левой рукой, иногда правой, наблюдая за последовательностью. Если результаты ваших левых бросков подчиняются законам вероятности, а результаты правых бросков, скажем, тяготеют к орлу, то вы можете прийти к заключению, что ваш друг подбросил монету правой рукой и его монета упала орлом. Вашему другу удалось передать вам сообщение: британские войска прибывают по морю.

Автоматизируйте этот процесс, добавьте какую-нибудь футуристическую обертку, и у вас будет «подпространственное радио» или «гиперволновой ретранслятор», придуманные писателями-фантастами для межзвездного общения в реальном времени. Сообщение переносилось бы от передатчика к приемнику быстрее света. Герберт дал своей схеме название под стать: FLASH — навевающий мысли о космосе акроним, который расшифровывается как «первый сверхсветовой коммуникатор с лазерным усилением»^[15]. Сначала даже великий Ричард Фейнман не мог найти упущение в этой системе, но практически все знали, что в ней должно было быть какое-то упущение хотя бы потому, что сверхсветовая передача информации позволила бы отправлять сигналы в прошлое и посеять хронологический хаос: убить своего дедушку и все в этом роде. Вскоре теоретики нашли его: квантовая механика явно запрещает повторы. Каждая пара монет допускает только одноразовое использование — как только вы подбрасываете монеты, связь между ними нарушается, так что вам все-таки не удастся провести эти повторные эксперименты. Квантовая механика не предоставляет скрытого канала для тайного обмена сообщениями.

Для скептиков невозможность сверхсветовой коммуникации очень подозрительна. Если вы видите в пустыне водоем, но, сколько ни пытаетесь, не можете сделать ни глотка, должно быть, это мираж. Аналогично: если вы видите связанные частицы, но не можете использовать их для передачи сообщения, то, возможно, предполагаемая связь — иллюзия. Даже тот, от кого можно было бы ожидать благожелательного отношения, — Стив Гиддингс, который сделал так много, чтобы убедить струнных теоретиков в возможности существования нелокальности в черных дырах, — говорит, что не считает квантовую нелокальность реальной: «ЭПР — это не настоящая нелокальность. Вы не можете послать сигнал с ее помощью». Те, кто действительно думает, что запутанность является истинной нелокальностью, подтверждают наличие как минимум проблемы в отношениях с людьми. «Тот факт, что в стандартной квантовой механике нельзя посылать сигналы, наводит на некоторые мысли», — признает Модлин.

Руководствуясь этими общими мотивами, скептики нелокальности предложили несколько избавительных оговорок к аргументации Эйнштейна и Белла. Некоторые из этих альтернатив могут показаться сомнительными, но если вы собираетесь подвергнуть сомнению что-то настолько фундаментальное, как локальность, то вполне можете пересмотреть и остальные свои убеждения, не так ли?

Вариант 1: отказаться от свободы воли?

Один из вариантов состоит в том, что эксперименты с запутанностью были подстроены под момент Большого взрыва. Вспомните, почему нелокальность кажется необходимой: без нее частицы должны быть предварительно запрограммированы для каждого возможного случая, который может произойти, и стандартная версия квантовой механики не дает возможности сделать этого. Например, если вернуться к сравнению с монетами, то они должны быть настроены так, чтобы реагировать одним образом, если вы подбрасываете их правой рукой, и другим, если вы подбрасываете их левой рукой: что же это за монеты, обладающие такой способностью? Если монеты нельзя заранее подготовить к каждому возможному случаю, у них должна быть какая-то нелокальная связь, чтобы они оставались синхронизованными.

Но мы не приходим к этому выводу, если частицы знают заранее, что вы собираетесь с ними делать. Тогда они могут быть готовы только к этому одному случаю. Это возможно, например, если ваш выбор способа измерения предопределен. Задумайтесь: почему вы стали подбрасывать монету правой рукой? Возможно, эта рука зачесалась, или у вас когда-то была девушка, имя которой начиналось с буквы П, или вы подбросили монету пару раз левой рукой и решили, что теперь очередь правой. Люди принимают решения по самым разнообразным причинам, и не все из них полностью рациональны. Эти причины вытекают из более ранних событий, и в конечном счете цепочку причин можно проследить до момента рождения Вселенной. Как в космическом флешмобе, частицы во Вселенной были направлены таким образом, чтобы встретиться как раз в нужном месте и в нужное время, подготавливая клетки вашего мозга к выбору правой руки.

Возможно, те же самые факторы, которые подтолкнули вас выбрать правую руку, также гарантировали то, что ваш друг тоже выбрал правую руку и что обе монеты упали одной и той же стороной. За спиной у вас Вселенная может быть охвачена грандиозным заговором, цель которого — согласовать ваш выбор руки с движением монеты и таким образом заставить вас думать, что Вселенная нелокальна, хотя на самом деле она локальна. Эта идея называется «супердетерминизмом». Она кажется странной, поскольку связывает между собой явления, которые по своей сути должны быть абсолютно несвязанными. Как связан полет монеты в воздухе со сложным процессом принятия решения внутри вашего черепа?

О супердетерминизме часто говорят, что он лишает нас свободы воли. На самом деле все гораздо хуже. Даже обычный детерминизм — без приставки «супер» — заставляет многих сомневаться, что у нас есть свобода воли. С помощью законов физики можно связать каждый сделанный нами выбор с распределением вещества на заре времен. Это не обязательно означает, что ваша воля несвободна: свобода может быть эмерджентным свойством, которым не обладают отдельные частицы, но обладают системы частиц. Что касается вас, ваш выбор может быть абсолютно свободным, пока вы не сделаете его. Тем не менее философы, ученые и студенты, ведущие разговоры до поздней ночи, все еще спорят на эту тему. Супердетерминизм вонзает нож еще глубже. Все, что вы делаете, не просто решено заранее, но Вселенная еще и залезает вам в мозг, мешая провести тот самый эксперимент, который открыл бы вам ее истинную сущность. Во Вселенной все не просто предопределено заранее. Оно предопределено заранее, чтобы одурачить вас.

Я даже не собирался включать эту теорию заговора в свой список (она слишком похожа на сюжет романа Дэна Брауна), пока не поговорил с нобелевским лауреатом, физиком Герардом ’т Хоофтом, одним из отцов-основателей Стандартной модели физики элементарных частиц. Он считает, что локальность настолько жизненно важна, что физики должны рассматривать даже безумно звучащие идеи, чтобы сохранить ее. «Я склонен по возможности придерживаться общепринятого представления о пространстве и времени, поскольку придаю большое значение локальности, — сказал он. — Мне думается, что без локальности основные законы физики будет очень трудно или даже невозможно сформулировать». ’T Хоофт замечает: что заговор для одного человека, для другого — закон физики. Многие вещи в мире на первый взгляд похожи на тайный сговор, но являются результатом хорошо известных законов, согласно которым объекты координируют свое поведение. Тот факт, что Луна вращается вокруг своей оси с точно такой же скоростью, с которой она вращается вокруг Земли (таким образом, оставаясь повернутой к нам одной или почти одной и той же стороной), — это не заговор, а результат физических законов, таких как закон сохранения углового момента. Аналогично какой-то новый закон физики предположительно мог бы согласовывать свойства частиц с выбираемым людьми способом их измерения. «То, что сегодня кажется заговором, может происходить из-за закона сохранения, о котором мы пока не знаем», — объяснил он.