Квант - Манжит Кумар

Надеяться на “возмущение” Бор перестал из-за непрекращающегося давления на копенгагенскую интерпретацию со стороны Эйнштейна. Он понимал: это означает, что электрон, например, существует в состоянии, которое можно возмутить. Теперь Бор делал упор на то, что наблюдаемый микроскопический объект и аппаратура, с помощью которой выполняется измерение, образуют неделимое целое — “явление”. Здесь для физического возбуждения, связанного с актом измерения, просто не оставалось места. Именно поэтому Бор был уверен, что критерий реальности ЭПР допускает двоякое толкование.

Увы, ответ Бора был далеко не таким ясным, как ему хотелось. В 1949 году, перечитав эту работу, он согласился, что “изложение было недостаточно понятным”. Он старался разъяснить, что “существенная неоднозначность”, на которую он указывал, возражая ЭПР, кроется в словах: “Неотъемлемые физические свойства объектов, когда имеют дело с явлениями, для которых нельзя строго разграничить поведение самих объектов и их взаимодействие с измерительной аппаратурой”34.

Бор не возражал против предсказанных ЭПР результатов измерений свойств частицы В, базирующихся на знании, приобретенном при измерении свойств частицы А. По схеме ЭПР, когда импульс частицы А измерен, можно предсказать точно результат такого же измерения импульса частицы В. Однако, возражал Бор, это не означает, что для частицы В импульс является независимым элементом реальности. Только когда выполняется “действительное” измерение импульса частицы В, можно говорить, что она обладает импульсом. Импульс частицы становится “реальностью” только тогда, когда эта частица взаимодействует с устройством, сконструированным для измерения ее импульса. Частица не существует в некотором неизвестном “реальном” состоянии до акта измерения. Если не измерены координата и импульс, утверждал Бор, бессмысленно заявлять, что частица действительно обладает какой-либо из этих характеристик.

Для Бора при определении элемента реальности, о котором говорили ЭПР главную роль играла измерительная аппаратура. Именно то обстоятельство, что физик сам выбирает прибор для измерения точной координаты частицы А, откуда он и может достоверно определить координату частицы В, исключает возможность измерить импульс частицы А, и, следовательно, он не может сделать вывод об импульсе частицы В.

Бор был согласен с ЭПР в том, что прямого возмущения состояния частицы В не происходит. Но тогда, возражал он, соответствующий ей “элемент физической реальности” должен определяться с учетом характера измерительного устройства и измерений, проведенных над частицей A.

Согласно ЭПР, если импульс частицы В — это элемент реальности, измерение импульса частицы А повлиять на него не может. Оно просто позволяет без каких-либо измерений вычислить импульс частицы В. Критерий реальности ЭПР предполагает, что если между частицами нет никакого реального физического взаимодействия, то что бы ни происходило с одной из них, это не может привести к “возмущению” другой. Однако, согласно Бору, поскольку частицы А и В когда-то, до того как разойтись, взаимодействовали, они связаны друг с другом как части системы и не могут рассматриваться отдельно как две разные частицы. Следовательно, измерение импульса частицы А практически равносильно прямому измерению импульса частицы В, поскольку именно оно приводит к тому, что частица В мгновенно приобретает строго определенный импульс.

Бор соглашался с тем, что при наблюдении частицы А “механического” возбуждения частицы В не происходит. Как и ЭПР, он исключал возможность существования реальных, передающихся мгновенно физических сил, таких как сила отталкивания или сила притяжения. Однако если реальность координаты или импульса частицы В определяется при измерении, произведенном над частицей А, должно быть мгновенное “влияние” на расстоянии. Это нарушает принципы локальности (то, что происходит с частицей А, не может мгновенно повлиять на частицу В) и сепарабельности (возможности существования частиц A и B отдельно друг от друга). Требование безусловного выполнения обоих этих принципов составляло основу аргументации ЭПР и взглядов Эйнштейна на не зависящую от наблюдателя реальность. Бор, однако, придерживался того мнения, что измерение свойств частицы А каким-то образом “мгновенно” влияет на состояние частицы B35. Он не распространялся о природе этого мистического “влияния именно на те самые условия, которые определяют, какие предсказания можно сделать о поведении системы в будущем”36. Бор делает вывод, что поскольку “эти условия составляют неотъемлемый элемент описания любого явления, к которому, по сути, применим термин ‘физическая реальность’, мы видим, что аргументация указанных авторов не подтверждает их вывод о том, что квантово-механическое описание по существу неполно”37.

Эйнштейн высмеял “колдовские силы” и “похожее на привидение взаимодействие” Бора. “Трудно заглянуть в карты Всевышнего, — написал он позднее. — Но я ни на минуту не поверю, что Он бросает кости или использует ‘телепатические’ устройства (что Ему предлагает современная квантовая теория)”38. Эйнштейн говорил Бору, что “физика должна изображать реальность в пространстве и во времени; в ней нет места мистическому воздействию на расстоянии”39.

Статья ЭПР выражала мнение Эйнштейна, считавшего, что копенгагенская интерпретация квантовой механики и существование объективной реальности несовместимы. Он был прав, и Бор это знал. “Квантового мира нет. Есть только абстрактное квантово-механическое описание”, — убеждал Бор40. В соответствии с копенгагенской интерпретацией частицы не обладают независимой реальностью: когда над ними не ведется наблюдение, свойств у них нет. Позднее эту точку зрения лаконично изложил американский физик Джон Арчибальд Уилер: “Ни одно элементарное явление не является явлением реальным, пока оно не становится явлением наблюдаемым”. А за год до появления статьи ЭПР Паскуаль Йордан довел до логического конца копенгагенское отрицание независимой от наблюдателя реальности: “Мы сами производим результат наблюдения”41.

“Опять надо начинать все сначала, — сказал Поль Дирак, — ведь Эйнштейн доказал, что так она [копенгагенская интерпретация] не работает”42. Сначала и он поверил, что Эйнштейн нанес квантовой механике смертельный удар, но вскоре, как и большинство физиков, пришел к выводу, что Бор еще раз вышел победителем из схватки. Достоинства квантовой механики давно были всем очевидны, и мало кто хотел разбираться детально в ответе Бора на возражения ЭПР, который даже по его собственным стандартам был не слишком вразумительным.

Вскоре после того, как была напечатана статья ЭПР, Эйнштейн получил письмо от Шредингера: “Я был очень рад, что в статье, только что опубликованной в Ф. р. [“Физикал ревю”], Вам несомненно удалось схватить догматическую квант. мех. за руку”43. Обсудив трудные места этой статьи, Шредингер изложил свои мысли о теории, для создания которой он сделал так много: “Моя интерпретация сводится к тому, что у нас нет квант. мех., согласующейся с теорией относительности, т. е. учитывающей конечную скорость распространения всех взаимодействий. Есть только аналог старой абсолютной механики... Процесс разделения частиц отнюдь не описывается традиционной схемой”44. Бор был занят формулировкой ответа ЭПР, а Шредингер был уверен, что если поставленные ЭПР во главу угла принципы сепарабельности и локальности не выполняются, это означает, что квантовая механика не дает полного описания реальности.