Джордж Массер - Нелокальность - Феномен, меняющий представление о пространстве и времени, и его значение для черных дыр, Большого взрыва и теорий всего

Холизм, о котором мы говорим здесь, существует на значительно более глубоком уровне, чем то, о чем говорят учителя йоги или специалисты, практикующие альтернативную медицину. Как ни странно, чувства, которые движут этими сторонниками холизма, — ощущение взаимосвязи с остальной частью природного мира и неудовлетворенность тем, что современная медицина не в состоянии рассматривать всего человека в целом, — опираются на нехолистическую физику. Нельзя чувствовать свою взаимосвязь, если нет никакого «я». Наша человеческая индивидуальность и целостность требуют, чтобы мир состоял из независимых частей. Таким образом, мир вполне может быть целостным, но он не был пригодным для жизни, пока не разделился. Именно разделение мира, а не его взаимосвязанность, должно вызывать удивление.

«Квантовые корреляции просто происходят каким-то образом за пределами пространства-времени», — заключает Жизан. Чтобы объяснить эти корреляции, физики и философы должны выйти за рамки пространства-времени, а также за рамки квантовой механики. Теория предоставляет варианты, но не предлагает окончательного решения, и стандартный набор экспериментов не сильно добавляет ясности. «Возникает соблазн думать, что холизм указывает на фундаментальную ошибку в самом нашем понимании пространства и времени, — писал Модлин. — В конце концов, если… частицы 1 и 2 так фундаментально взаимосвязаны, возможно, мы ошибаемся, думая, что они действительно разные и занимают разные области пространства-времени. И возможно, наши понятия пространства и времени могли бы остаться после их фундаментального пересмотра. Но несостоятельность редукционизма в квантовой механике не заставляет нас выбирать этот вариант».

Ситуация меняется, когда ученые смотрят со стороны на другие области физики. Нелокальность не исчезает, как надеялись многие. Она даже сильнее укореняется, и новые типы нелокальности усиливают согласованность частиц, о которой говорил Эйнштейн. Эти новые явления не просто свидетельствуют об ошибочности представлений о пространстве, они кричат о ней. «Не сомневаюсь, что у пространства-времени нет будущего, — говорит Жизан, — но я уверен, что будет что-то интересное».

Когда Стив Гиддингс собрался в 2003 г. покорять вершину Денали, он, естественно, выбрал один из самых сложных маршрутов — Кассин Ридж. Этот маршрут проходит через зону лавин и ледниковых расселин, которая носит название Долина смерти. Спасатели с трудом спускают вниз погибших там альпинистов, иногда они даже не могут найти тела. Маршрут Кассин Ридж — комплексный тест альпинистского мастерства: техники скало- и ледолазания, преодоления расселин, выживания в арктических условиях и, не в последнюю очередь, выдержки. Гиддингс тренировался в горах в окрестностях Санта-Барбары, где он многократно взбирался на крутые склоны и спускался в ущелья с рюкзаком весом более 20 кг. Подъем на Денали начался хорошо, но напарник Гиддингса очень сильно стер ноги. А когда они добрались до верхнего базового лагеря на высоте 4000 м, их накрыла буря, и подъем пришлось прекратить. Даже обычный маршрут был закрыт. «Мы видели, как группы альпинистов, почти достигших следующего лагеря на высоте 5000 м, поворачивали назад под натиском непогоды», — вспоминает Гиддингс.

Работа Гиддингса в сфере исследования черных дыр — своего рода интеллектуальный эквивалент восхождения на Денали. Эти загадочные космические объекты служат комплексным тестом для современной физики. Из-за чудовищной силы притяжения их анализ требует применения уравнений теории гравитации, а именно общей теории относительности Эйнштейна. А поскольку там также сильны квантовые эффекты, необходимо учитывать и квантовую теорию. Так что обойтись какой-то одной теорией и таким образом облегчить работу не удастся. Но если вы применяете обе эти теории к черным дырам, то они не стыкуются. Чтобы выйти из теоретического тупика, Гиддингс в начале 1990-х гг. выдвинул предположение о том, что в этих объектах действует нелокальный механизм.

Эта идея вызвала бурю. В физике, как и в альпинизме, трудно определить, когда нужно энергично продолжать, а когда повернуть назад, — упрямство вознаграждается в этой области, но до определенного уровня. Гиддингс решил переключиться на другие проблемы. «Возможно, ученое сообщество было еще не готово к этому», — говорит он. Большинство его коллег, отказываясь от локальности, не увязывали две теории настолько, чтобы покончить с проблемой. Эйнштейн и другие создатели теорий занимались этим с явной целью исключить нелокальность из физики. Ньютоновское тяготение действовало на расстоянии словно по волшебству, а общая теория относительности разломила волшебную палочку на две части. Таким же образом квантовая механика в своей первоначальной инкарнации описывала, как частицы реагируют на силы, но умалчивала о том, как передаются эти силы. Иными словами, она неявно предполагала, что силы перепрыгивают через пространство. Физикам пришлось создать ее новую версию, получившую название квантовой теории поля, чтобы ввести механизм распространения. До сих пор они представляют общую теорию относительности и квантовую теорию поля студентам и публике как лучший пример локальности.