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

Третья альтернатива, обратная причинно-следственная связь, соединяет частицы посредством сигналов, передающихся назад во времени. Эта схема привлекает своей элегантностью. Она не требует сомнительного направляющего поля, чтобы передавать воздействия от одной частицы к другой, — частицы сами переносят их через все свое существование, «помня», что происходит с ними в будущем. Поскольку воздействие перемещается вместе с частицами, оно ни в какой момент не распространяется со сверхсветовой скоростью, не говоря уже о бесконечной. Таким образом, эта схема удовлетворяет теории относительности Эйнштейна, что гарантирует ослабление противоречий между теориями. К тому же обратная причинно-следственная связь не требует тонкой настройки параметров вещества в момент Большого взрыва.

Несмотря на все эти преимущества, здесь есть несуразность. Одна из главных причин, по которым физикам не нравится нелокальность, состоит в том, что она может допустить возможность путешествий во времени. Чтобы избежать этой проблемы, сторонники обратной причинно-следственной связи предлагают… путешествие во времени. Так что же мы выигрываем? Возможно, было бы проще принять путешествия во времени, подразумеваемые нелокальностью.

Действительно, можно утверждать, что обратная причинно-следственная связь на самом деле является не альтернативой нелокальным взаимодействиям, а типом нелокального взаимодействия. Двум частицам на противоположных концах Вселенной все же удается оказывать друг на друга влияние. Новизна в том, что они делают это, тайком передавая сообщение назад во времени. Эйнштейну это понравилось бы ничуть не больше призрачного воздействия на расстоянии. Его основное возражение против нелокальности состояло в том, что она грозила лишить Вселенную постижимости. Он задавался вопросами о том, как можно точно определить причину события, когда она может находиться в какой-то галактике, слишком удаленной, чтобы видеть ее? Как провести контролируемый эксперимент, если нельзя изолировать экспериментальную систему от удаленных воздействий? Те же самые возражения применимы и к обратной причинно-следственной связи. Как точно определить причину события, если она может находиться в будущем? Как провести контролируемый эксперимент, если нельзя изолировать систему от событий, которые еще только должны произойти?

Четвертая альтернатива, параллельные вселенные и другие формы расщепления личности, гласит, что синхронизованность запутанных частиц — это своего рода иллюзия, артефакт очень выборочного видения действительности, которым мы обладаем из-за того, что живем только в одной из многих вселенных. Для простых смертных вселенная выглядит нелокальной, но для Бога, который может наблюдать всю картину, она строго локальна. Однако, как и другие варианты объяснения запутанности, параллельные вселенные, в сущности, являются нелокальными. Каждая вселенная должна обладать внутренней согласованностью: нужная личность одного наблюдателя должна говорить с нужной личностью другого наблюдателя. И эта согласованность является видом нелокальности. Кроме того, параллельные вселенные выбивают почву из-под ног экспериментальной науки таким же образом, как и явная нелокальность. Эксперименты никогда не позволят исследовать весь набор вселенных, в котором локальность якобы сохраняется.

У теории параллельных вселенных также есть несколько довольно тревожных следствий. По мнению Эйнштейна, важная роль локальности состояла в определении того, что значит быть отдельным человеком: без локальности отдельные вещи потеряли бы свою индивидуальность. Почти то же самое происходит и в сценариях с параллельными вселенными. При достаточно большом количестве вселенных каждая возможная конфигурация вещества повторяется. Несколько существ отзываются на ваше имя, делят с вами все ваши воспоминания и верят в то, что они — это вы. Вот это уже пугает. Какое из них — вы? Вы не можете знать. Вы можете быть здесь, там и вот там: в любом числе мест. Таким образом, даже если вариант с параллельными вселенными сохраняет концепцию локальности, он не выполняет тех функций, которые должна выполнять локальность.

К пятой, и заключительной, альтернативе — отказу от реализма — труднее придраться. Ее хулители считают, что отказываться от реализма абсолютно неправильно, а ее сторонники тратят на то, чтобы опорочить другие варианты, больше энергии, чем на изложение собственного объяснения, почему запутанные частицы ведут себя согласованно. Но давайте применим к этому варианту презумпцию невиновности. В сущности, антиреалисты говорят, что никакого объяснения не может быть и что оно не нужно. У Артура Файна (собственные представления которого нельзя точно классифицировать как реалистические или антиреалистические) есть хороший способ изложения этой идеи. Отсутствие реализма означает, что до того, как вы посмотрите на квантовую монету, она находится в состоянии неопределенности и акт наблюдения монеты заставляет ее выйти из него и случайным образом выбрать орла или решку. Нет никакой причины, по которой монета выбирает орла или решку и наоборот. Она просто это делает. Файн предлагает пойти дальше в этом рассуждении. Как только вы признаете, что у отдельных событий нет никакой причины, естественно предположить, что и у парных событий нет никакой причины. Если ничто не заставляет монету выбирать одну или другую сторону, возможно, ничто не заставляет ее запутанного партнера выбирать ту же самую сторону. «Если причины одиночных событий неопределённы, то что, кроме веры в детерминизм, заставит нас думать, что что-то “должно” порождать корреляции между ними?» — спрашивает Файн.

Другими словами, корреляции, беспокоившие Эйнштейна и Белла, могут быть не более таинственными, чем последовательности, которые обнаруживаются в любой серии случайных событий. Подбросьте монету много раз, и она упадет орлом или решкой почти в равных пропорциях по законам вероятностей. Файн предполагает, что квантовая механика расширяет этот принцип. Подбросьте одну монету здесь и одну монету там, и они могут продемонстрировать последовательность результатов, согласующуюся с более общей концепцией законов вероятностей. Файн называет эти корреляции «согласованной случайностью». Я слышал подобное описание и от Жизана, швейцарского экспериментатора: «У нас есть случайность, но эта случайность может проявляться в нескольких местах».

Избегая описания механизма взаимосвязи частиц, Файн, однако, неявным образом делает важное заявление о природе этих частиц. Когда два человека подбрасывают квантовые монеты, в действительности они подбрасывают одну монету, и результат можно видеть в двух местах — это похоже на выключатель, который включает две лампочки сразу. Таким образом, казалось бы, отдельные частицы теряют свою индивидуальность так же несомненно, как это происходит в случае других интерпретаций запутанности. Отказ от реализма не устраняет нелокальность, а всего лишь иначе ее истолковывает.