Квантовая нелокальность

Квантовая нелокальность

Насколько мне известно, первым о существовании сцепленности интуитивно догадывался в 1935 г. один из создателей квантовой теории Эрвин Шредингер. Он предсказывал, что частицы могут связываться друг с другом нелокально, что означает, со скоростями явно большими, чем скорость света. Он видел в уравнениях квантовой физики для изолированных квантовых систем возможность того, что две частицы, например, А и В, которые первоначально были связаны, всегда будут оставаться таковыми, даже если разлетятся в разные концы мира. Могут ли посылать друг другу сигналы быстрее, чем со скоростью света? Нет. Это бы нарушало теорию относительности. Тогда каким образом они остаются взаимосвязанными? Кто знает? Это происходит. Иными словами, если частицы А и В первоначально находились вместе в квантовой системе, тогда позднее, если вы знаете, что делает А, то будете знать, что делает В, даже хотя не можете видеть саму частицу В. Просто глядя на А, вы можете знать, что делает В, даже если В находится на луне! Вспомните, что для Эйнштейна это было «жутким».

Почему он считал этот квантовый феномен «жутким»? Возможно, он боялся магии. По-моему, наука и духовные традиции старались разойтись друг с другом в XVII в., когда появилась классическая физика. Коль скоро пара расходится, им часто не нравится много встречаться друг с другом. Но теперь, в XXI в., вот она религия, в виде чего-то вроде вездесущности, прямо посреди квантовой физики. Наука и религия были в разводе, а теперь они снова смотрят друг на друга! Как они смотрят друг на друга? Подумайте о кусочке железа на столе лаборатории экспериментальной физики. Согласно мышлению, основанному на локальности, этот кусочек металла не будет двигаться, если только на него не влияет электромагнитное или гравитационное поле в лаборатории. Или если только вы не берете его со стола. Короче говоря, то, что происходит с металлом, зависит от присутствия рядом с ним известных силовых полей, которые на него воздействуют, подобно тому, как вы воздействовали бы на него, беря его со стола. Но если кусочек железа вдруг начинает двигаться из-за того, что он был сцеплен с чем-то происходящим в другой лаборатории, удаленной и отдельной от его теперешнего местонахождения, что ж, тогда это поистине становится жутким. В настоящее время известные силовые поля должны присутствовать и соприкасаться с вещами, на которые они влияют. Есть ли какое-то новое поле, которое пока еще не открыто? Кажется, будто магия или сущность религии, со своими изгнанными из науки атрибутами всеведения, вездесущности и всемогущества, снова здесь – прямо в лаборатории! Фасилитатор конфликтов во мне предсказывает, что после около 400 лет развода, наука и религия, возможно, идут к повторному браку. Свахой могла бы быть психология или, скорее, процессуальный ум.

Мой комикс (см. ниже) изображает детали сцепленности. Представляйте себе квантовую систему как коробку с двумя частицами A и B. Будем представлять то, что делают A и B с помощью стрелок, направленных вверх или вниз. Эти стрелки соответствуют тому, что ученые называют «спином» частицы. На первой картинке комикса вы видите и почти ожидаете, что частицы A и B связаны, поскольку они находятся близко друг к другу. Если спин A направлен вверх, вы можете интуитивно догадываться, что спин B будет направлен вниз… просто для уравновешивания.

Спин – это математическое понятие, обозначающее «угловой момент» элементарной частицы. Чтобы понять спин, вспомните, что волчок продолжает крутиться благодаря своему моменту количества движения или движущей силе инерции. Чтобы получить психологический смысл спина, думайте о нем как о воображении. «Раскручивать» – значит сновидеть[31]. Когда у вас есть новые идеи, или новый опыт в отношении чего-либо, то у вас есть движущая сила. Если вы думаете одно, у вашего друга может быть другой опыт той же самой вещи. Сновидение обладает собственной движущей силой. Некоторые сны возбуждают (их «спин» направлен вверх, они дают положительный опыт), в то время как другие угнетают (дают отрицательный опыт, их «спин» направлен вниз).

Так или иначе, физики представляют спин стрелками, направленными вверх или вниз[32]. (Принято говорить, что частицы, например, электроны, имеют «не-нулевой» спин.) На первой картинке комикса (I), если общее состояние замкнутой системы имеет нулевой спин, тогда частицы должны иметь разнонаправленные спины, чтобы в сумме давать ноль.

На второй картинке комикса (II) когда частицы не наблюдают, они могут быть в двух состояниях в одно и то же время, то есть вращаться и в одну, и в другую сторону. Как можно быть одновременно в двух состояниях? Помните суперпозицию? Помните кошку Шредингера из Главы 3? Та кошка была и мертвой и живой в одно и то же время – до наблюдения. Таков квантовый мир! Наконец, и совершенно неожиданно, на третьей картинке комикса (III) если А и В разделены, вы по-прежнему знаете, что делает В, просто глядя на А, даже если, как я сказал ранее, В находится на другой планете!

Частицы в квантовой системе остаются взаимосвязанными и, в простом случае спина, соотносятся друг с другом независимо от расстояния между ними. Как это происходит? Ни у кого нет на это окончательного ответа. Феномены сцепленности указывают на внепространственную взаимосвязанную сферу – сферу, пронизываемую паттерном квантовой системы, квантовым волновым уравнением. Иными словами, измеряя спин одной частицы, мы измеряем спиновую структуру всей системы, которая действует как одно целое.

На мой взгляд, и Эйнштейн, и Шредингер были правы! Реальность действительно жутковата![33] Но она существует.

Комикс «Сцепленность»

Реальность существует и до некоторой степени организуется сцепленностью. Вот почему квантовые физики часто говорят, что квантовая сфера «алогична». Она непонятна. Что связывает сцепленные частицы? Может быть, Святой Дух? Для меня важно, что связи в квантовом мире не опосредуются видимыми сигналами, которые можно прослеживать с помощью видеокамеры. Нет. Частица A не посылает никаких известных сигналов частице B. Нет, их связь больше похожа на измененное состояние единства, которое признает и повседневную реальность: то есть находится наполовину внутри и наполовину снаружи.