Квантовая теория и раскол в физике
Шрифт:
В статье, получившей резонанс в западной литературе по философии
науки, проанализированы предпосылки, при которых возникает неравенство
Белла [36]. С точки зрения авторов этой статьи, нарушение неравенства Белла –
нарушение, следующее из квантовой механики и по всей видимости из экспе-
римента, может рассматриваться как опровергающее каждую из трех нижесле-
дующих посылок неравенства Белла:
1. Квантово-механическое состояние пары частиц, задействованной в
эксперименте вместе с состояниями
деляет результаты измерений при экспериментальной проверке неравенства
Белла. При этом слова "причинно определяет" надо понимать в том смысле, ко-
торый придается им в концепции общих причин Г. Рейхенбаха. Это значит, что
корреляция между двумя рядами событий Aи B, выражающаяся формулой
p(A/B) > p(A), фундируется некоторой общей причиной C, если та "экранирует
Bот Aи Aот B", т.е. ведет к следующим зависимостям: p(A/B, C) = p(A/C) =
p(B/C).
Если нарушение неравенства Белла относят на счет только что сформу-
лированной его посылки, то это нарушение означает квазипричинную или даже
непричинную связь внутри пары частиц, т.е. связь, которая не может быть опи-
сана на языке концепции общих причин Рейхенбаха. Эта связь имеет характер
корреляции, обусловленной целостностью всей экспериментальной ситуации.
2. Эксперимент, в котором проверяется неравенство Белла, свободен от
каких-либо случайных физически нерелевантных воздействий. Иными словами, под термином "состояние измерительного устройства" не скрываются погодные
36
условия в данной местности, настроение экспериментатора и т.д.
3. Третьей посылкой является уже условие локальности, нарушение кото-
рого означает, вообще говоря, сверхсветовые сигналы или действие на расстоя-
нии, не опосредованное какими-либо промежуточными факторами. Здесь дей-
ствительно встает вопрос о совместимости квантовой механики и специальной
теории относительности. Однако и в данном случае его решение не представля-
ется таким уж однозначным. Дело в том, что нарушение локальности, предпо-
лагаемой Беллом, не ведет к эмпирически обнаруживаемому действию на рас-
стоянии, не ведет к тому, что могло бы быть названо "телеграфом Белла".
Поппер считает, что для опровержения специальной теории относитель-
ности и не требуется сверхсветовая передача информации. Достаточно дально-
действия, не способного служить сигналом. "Ибо для специальной теории от-
носительности, – пишет Поппер, – два события на оси x, которые одновремен-
ны в инерциальной системе отсчета S1, никогда не будут одновременны в инер-
циальной системе отсчета S2, даже если нет взаимодействия между этими собы-
тиями". (Поппер оговаривает, что речь не идет о системах, движущихся относи-
тельно друг друга по оси x.) Это верно, но требует следующих двух коммента-
риев: 1) классическая абсолютная одновременность при ее операциональном
осмыслении предполагает сигналы, распространяющиеся со сверхсветовыми
скоростями; 2) Поппер не показывает эквивалентности классической одновре-
менности и локальности по Беллу.
Итак, за нарушение неравенства Белла, вытекающее из квантовой меха-
ники и, по всей видимости, из эксперимента, вовсе необязательно ответственна
нелокальность. Однако если даже за это ответственна именно нелокальность, то
и тогда вопрос о противоречии квантовой механики теории относительности
остается открытым. Не исключено, что отношение между этими теориями
можно характеризовать, вслед за Шимони, как "мирное сосуществование".
К разделу VII
37
В квантовой механике используются понятия селективного и неселектив-
ного измерений. Селективное измерение (по Попперу, "приготовление состоя-
ния") "не только разбивает ансамбль объектов на подансамбли, находящиеся в
разных состояниях a1, a2, …, но и выбирает среди них лишь один подансамбль
ai, отбрасывая все остальные…
Неселективное измерение… заключается только в разделении ансамбля
на подансамбли, без какого-либо их отбора" [37].
К. Р. Поппер утверждает, что возможны два вида селекции в квантовой
механике: селекция, создающая новые предрасположенности (propensities), и
селекция, не создающая таковых. Это не вполне понятно. Если мерой предрас-
положенности служит вероятность, то естественно считать, что всякая селекция
меняет предрасположенности. Более того, даже неселективное измерение меня-
ет предрасположенность частицы обнаруживать то или иное свойство. Пусть
(см. цитированную книгу, гл. 6) над некоторым объектом производится сначала
селективное измерение: M( bk ,ci), а затем селективное измерение M(aj ,bk). Селек-