Квантовая теория и раскол в физике

Поппер Карл Раймунд

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

измерительных устройств, причинно опре-

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-