Владимир Аршинов - Синергетика как феномен постнеклассической науки

Теперь мы можем написать корреляционную функцию P( a, b), которая характеризует степень связи двух дискретных случайных процессов, происходящих в разных местах пространства. Эта функция записывается в виде:

P(a,b)= ∫ A(λ,a)-B(λ,b)-ρ(λ)dλ,

где ρ (λ)— вероятностное распределение, характеризующее частоту появления свойства λи ∫ ρ (λ)dλ = 1. После этого рассматривается разность

P(a,b) - P(a,c),

где a, b, с -единичные векторы, для которой оказывается справедливым следующее неравенство:

| P(a,b) - P(a,c) | ≤ 1 + P(b,c)

Заметим, что P( b, c) в данном случае отрицательна. Этот результат, называемый неравенством Белла, получается с помощью простых преобразований, воспроизводить которые здесь нет возможности. По существу, он является следствием того факта, что вероятности не могут иметь отрицательных значений. Неравенство Белла может быть обобщено в самых разных направлениях, причем для его вывода не обязательно использование концепции скрытых параметров. Клаузер Хорн предложили называть класс всех теорий, для которых выполняется неравенство Белла, классом «объективно локальных теорий» (ОЛТ). Что же касается квантовой механики, то, согласно ее предписанию, соответствующая корреляционная функция имеет следующий вид:

P к.м. (a,b) = -cos(a-b),

где ( a-b) — угол между фиксированными ориентациями анализаторов. Если теперь подставить P к.м. (a,b)в неравенство Белла, то нетрудно будет убедиться, что квантовая корелляционная функция в некотором диапазоне углов это неравенство нарушает. В этом и состоит теорема Белла, которая утверждает невозможность моделирования квантовых корелляций в классе объективно локальных теорий таким образом, чтобы при этом воспроизводилась вся статистика предсказаний квантовой механики. В квантовых экспериментальных ситуациях их предсказания будут обязательно расходиться, и важность теоремы Белла заключается в том, что она эти ситуации достаточно четко выделяет.

Различными группами экспериментаторов была проведена большая работа по проверке предсказаний квантовой механики с точки зрения теоремы Белла. И хотя эта работа до сих пор продолжается, большинство до сих пор выполненных измерений свидетельствуют в пользу квантовой механики. Ее предварительные итоги начального этапа этой работы достаточно определенно выразили Клаузер и Хорн в следующих словах: «Физики всегда пытались моделировать микроскопические и макроскопические явления в терминах объективных сущностей с предпочтительно более или менее ясной структурой. Наша работа была стимулирована вопросом: возможно ли перестроить или переинтерпретировать существующий формализм квантовой механики таким образом, чтобы восстановить объективность (описания — В.А.) природы и оказалось бы возможным строить такие (не обязательно строго детерминистические) модели. Мы нашли, однако, что естественным образом, согласуясь с локальностью и без наблюдаемых изменений в экспериментальных предсказаниях это сделать невозможно». Но если «объективно локальные теории» не подходят для моделирования квантовых явлений, тогда для этой цели остаются теории нелокального типа, то есть теории, которые нарушают неравенство Белла, наподобие ранней модели Д.Бома. Однако, как справедливо заметил А.Шимони, хотя априори против такого рода теорий возражать, конечно, не следует, ибо природа, как показывает история науки не брала на себя обязательств сохранять наши априорные концепции, тем не менее против класса нелокальных теорий существуют серьезные методологические возражения, поскольку он оказывается слишком широким, а потому адаптируемым к любому набору экспериментальных данных. Необходимы какие-то дополнительные эвристические принципы выбора, с помощью которых можно было бы сузить класс нелокальных теорий и получить специфические для него экспериментальные следствия.

Подведем теперь предварительные итоги. Первый и наиболее очевидный вывод из сказанного состоит в том, что надеждам Эйнштейна не суждено было оправдаться. Его требования локальности действительно оказались несовместимыми со статистическими предсказаниями квантовой теории, однако эксперимент решил это противоречие в пользу квантовой теории, а не условия локальности. В этом смысле квантовая механика является нелокальной теорией, причем ее нелокальность не связана с нашим незнанием, как полагал Эйнштейн, она отражает «реальную фактическую ситуацию», но не на уровне статистических предсказаний релятивистсткой квантовой теории, а на уровне индивидуальных событий. Квантовая нелокальность, или, в другой терминологии, неотделимость, вообще говоря, не противоречит СТО, которая фактически основывается на утверждении, согласно которому не существует операционально хорошо определенных сигналов для передачи информации со скоростью, большей скорости с . По-видимому, квантовую нелокальность нельзя использовать в качестве коммуникативного канала для передачи информации со сверхсветовой скоростью, что снимает конфликт между квантовой механикой и СТО.

Однако значение теоремы Белла как конструктивного открытия шире, чем просто переключение гештальта с вероятностных аспектов квантового мира на его структурную нелокальность. Я говорю о теореме Белла как об открытии, потому что его результат, с точки зрения синергетического подхода, можно рассматривать как конструирование-открытие той новой автопоэтической реальности, с которой, собственно, и имеет дело квантовая механика. Эта реальность предполагается существующей как особого рода единство субъективного и объективного, открытого и созданного, естественного и искуственного, наблюдаемого и ненаблюдаемого бытия и становления. Автопоэтическая реальность представима в лейбницевских образах-монадах, относительно автономных и замкнутых на себя сущностей, когерентно связанных между собой и образующих в этом качестве новую синхронистическую Вселенную. Но эта представимость гипотетична и требует отдельного обсуждения. Во всяком случае, включение наблюдателя и условий опыта в физическое описание природы является, как подчеркивал Паули, необратимым шагом, который был сделан в квантовой механике. Следуя дальше по этому пути, теория должна охватывать всю область феноменов, как физических, так и биологических, а также операционально фиксировать способ комммуникции с ними. Для этого, как показывает опыт понимания квантовой механики, одного объективного языка без ссылок на наблюдателя недостаточно. Но это минимум того, что показывает квантовая механика. Пост-белловская квантовая механика — это уже иная квантовая механика. Это квантовая механика структурно сопряженных парных корелляций. Это квантовая механика, которая встречается с синергетикой.