Ричард Мюллер - Сейчас. Физика времени

Один из возможных вариантов гласит, что для достоверного измерения необходим человек – разумная, сознающая себя, мыслящая душа. Именно на эту идею нападал Шрёдингер, придумывая историю с котом. Вы можете всерьез поверить, что кот одновременно мертв и жив до тех пор, пока человек не заглянет в коробку? Мартин Рис [198]удачно спародировал замечательную идею о том, что никакое измерение нельзя считать свершившимся фактом, если в нем не задействован человек. Он сказал:

Вначале были только вероятности. Вселенная могла возникнуть только в том случае, если кто-то за ней наблюдал. Неважно, что наблюдатели объявились на несколько миллиардов лет позже. Вселенная существует только потому, что мы знаем о ее существовании.

Мне это высказывание Риса кажется карикатурой на эгоистичное представление человека о том, что всякое измерение требует его участия; это же представление высмеивал Эйнштейн, когда говорил, что Луны не существует, пока мы на нее не посмотрим, и его же пытался высмеять Шрёдингер своей кошачьей историей.

Роджер Пенроуз [199]предполагает, что Вселенная сама проводит измерения. В нормальных условиях мы их не замечаем, потому что они происходят не мгновенно; на это требуется некоторое время. Луне не нужен Эйнштейн, который бы на нее смотрел; она находится достаточно далеко, чтобы Вселенная каким-то образом сделала ее реальной прежде, чем Эйнштейн бросит на нее взгляд. Пенроуз называет это объективной редукцией [200], или объективным коллапсом. Он считает, что это происходит «всякий раз, когда существенно расходятся две геометрии пространства-времени и, следовательно, два варианта гравитационных эффектов». Мне кажется, Пенроуз на верном пути, но его теория нуждается в количественных оценках; она должна что-то предсказывать. Что-то ведь заставляет волновые функции коллапсировать задолго до того, как они доберутся до людей. Я не знаю, что именно вызывает этот эффект, и не знаю также, сколько времени на это потребуется. Пенроуз тоже не утверждает, что ему это известно; он всего лишь указывает направление. Мудрая мысль очень ценна, но к сложным физическим вопросам следует подходить, вооружившись экспериментами. Исследования запутанных переменных (о них в следующей главе) позволяют предположить, что этот волшебный временной интервал равен как минимум одной миллионной доле секунды, по крайней мере в лаборатории.

Еще одна попытка разобраться с загадкой измерений называется многомировой интерпретацией [201]. Об этом мы тоже поговорим в следующей главе.

До сих пор произошел лишь один великий экспериментальный прорыв – такой, что вносит в вопрос намного больше ясности, чем любая склока среди многочисленных теоретиков. Стюарт Фридман и Джон Клаузер опубликовали свое открытие в 1972 году. Их работа доказала, что Эйнштейн был неправ.

Эйнштейн в свое время нашел верное слово: spooky [203]. Говорил он при этом о квантовой физике, в которой присутствовало кое-что, что сам он считал невозможным. Обычная квантовая физика, на первый взгляд, требовала, чтобы волновые функции изменялись со скоростью быстрее скорости света. А этого быть не могло. Оказалось, однако, что это все же верно. Эксперименты показывают, что такое на самом деле происходит, а если что-то происходит, то оно наверняка возможно.

Решающий эксперимент провели Стюарт Фридман и Джон Клаузер в Калифорнийском университете, Беркли. Помню, какое благоговение я испытывал по отношению к их невероятно сложному проекту. Эксперимент требовал величайшей тщательности, потому что любой полученный результат способен был разрушить целый класс разнообразных теорий и оскорбить множество теоретиков. Стюарт, с которым мы подружились достаточно близко, любил шутить, что ничего не открывал: он лишь доказал, что другие физики ошибаются . Ну, тогда достаточно сказать, что ученым, ошибочность утверждений которого он доказал, был Эйнштейн; я считаю это немалым достижением.

Одно из возражений Эйнштейна против квантовой физики заключалось в неприятном свойстве мгновенного коллапса волновой функции. Он называл такой коллапс и другие внезапные изменения жутким дальнодействием [204]. Измерение положения частицы могло, согласно копенгагенской интерпретации, сразу же, мгновенно повлиять на амплитуду частицы, находящейся от измеряющего на расстоянии в несколько световых лет. Ранее Эйнштейн в своей теории относительности показал, что сама концепция мгновенности и одновременности бессмысленна для разделенных объектов. Даже порядок, в котором происходят события, может зависеть от системы отсчета. Это означало, что если одно событие вызывает другое, то в другой СО событие-причина может происходить после события-результата (как в моем парадоксе с тахионным убийством). Эйнштейн исследовал эту проблему в эпохальной работе, написанной с соавторами – Борисом Подольским [205]и Натаном Розеном [206], и их анализ позже получил известность как парадокс Эйнштейна−Подольского−Розена , или ЭПР - парадокс [207](по заглавным буквам фамилий авторов).