Во время делфтского эксперимента создали запутывание спинов двух электронов на расстоянии 1280 м{158}. Свет преодолевает это расстояние за четыре миллионных секунды. Спины двух электронов измеряли по случайно выбранным осям. Принципиально важно, что два спина измерили в одно и то же время. Это гарантировало, что одно измерение не могло повлиять на другое никаким локальным процессом, то есть процессом, который распространяется не быстрее скорости света. Делфтский эксперимент, как и все другие, подтвердил предсказания квантовой теории и опроверг локальный реализм. Измерения спинов двух электронов были связаны таким образом, который, как показал Белл, был бы невозможен, если бы локальный реализм был верным. Либо реализм неверен и электроны не обладают определенными значениями спина до того, как их измерят, либо неверна локальность и электроны влияют друг на друга со скоростью, превышающей скорость света. Или неверны оба: и реализм, и локальность.
Физики пытаются разгадать, какое из предположений ошибочно, реализм или локальность. Эксперименты Антона Цайлингера и его коллег с запутанными фотонами опровергли большой класс теорий, утверждавших, что реализм верен, а локальность ошибочна{159}. Они делают вывод: «Мы убеждены, что наши результаты обеспечивают сильную поддержку мнению, что любые будущие дополнения квантовой теории, которые согласуются с экспериментами, должны отвергнуть конкретные параметры при описании реальности»{160}. Хотя присяжные еще совещаются, защищать реализм стало труднее, благодаря экспериментам Цайлингера.
ИТВ предсказывает, что реализм ошибочен, и физика не опровергает это предсказание. Наоборот, каждая проверка локального реализма, наперекор нашей интуиции, подтверждает предсказания ИТВ. Эксперименты вроде проведенных Цайлингером затягивают петлю на шее реализма.
Как и еще одна теорема, которая вытекает из квантовой теории и не делает предположений насчет локальности. Она была доказана Беллом в 1966 году и Саймоном Кохеном и Эрнстом Спекером в 1967 году и называется теоремой Кохена-Спекера (КС). Она гласит, что никакой параметр, такой как координаты или спин, не имеет определенного значения, независимого от метода измерения{161}. Противоположное утверждение, что параметр может иметь определенное значение, независимое от метода измерения, называется «неконтекстуальный реализм». Теорема КС гласит, что неконтекстуальный реализм ошибочен.
Но неконтекстуальный реализм – это именно то, что мы отстаиваем, говоря, что Луна существует, даже когда на нее никто не смотрит. Это реализм, который подразумевал Фрэнсис Крик, когда писал, что Солнце и нейроны существуют, когда никто не смотрит. Именно этот реализм ошибочен – независимо от любых проблем, связанных с локальностью.
Теорема КС разбивает и другое убеждение Эйнштейна о реальности. В 1935 году в известном издании вместе с Борисом Подольским и Натаном Розеном он заявил: «Если без какого-либо нарушения системы мы можем с уверенностью предсказать (то есть с вероятностью, равной единице) значение физической величины, то существует элемент физической реальности, соответствующий этой физической величине»{162}.
Это утверждение может показаться правдоподобным. Предположим, вы можете сказать мне с полной уверенностью до того, как проведете измерения, что спин электрона по одной из осей во время наблюдения наверняка будет направлен вверх – нет шанса, заверите вы меня, что он будет направлен вниз. И предположим, что каждый раз во время тысяч наблюдений вы будете правы. Тогда я могу заключить, что ваша уверенность оправдана и ваше предсказание всегда верно, потому что электрон действительно все время обладает этим спином.
Но я буду неправ. Физики Адан Кабельо, Хосе М. Эстебаранц и Гильермо Гарсия-Алкайн сформулировали умный случай теоремы КС. В их примере квантовая теория предсказывает измеренное значение физической величины с уверенностью, «с вероятностью, равной единице». Но они доказывают, что это значение не может существовать независимо от измерения{163}. Это значит, что я могу быть уверен, какое значение я найду, и тем не менее это значение не является элементом объективной реальности. Уверенность в том, что вы увидите, не означает, что оно уже существует. Эйнштейн, Подольский и Розен просто ошибались, утверждая обратное.
Большинство из нас глубоко верят в физическую реальность, состоящую из объектов в пространстве-времени, которая существовала до жизни и наблюдателей; мы верим, что не нужны никакие наблюдатели, чтобы наделить любой объект координатами, спином или любым другим физическим параметром. Но по мере лучшего понимания и экспериментальных проверок выводов квантовой теории, это убеждение может выжить, только цепляясь за возможные дыры в экспериментах, и эти дыры закрываются. Например, эксперимент в Фермилаб[15] показывает, что нейтрино – субатомные частицы, почти не обладающие массой, – не имеют значений физического параметра лептонного аромата, пока не подвергнутся наблюдению{164}.
Некоторые физики делают вывод, что квантовая теория объясняет абсолютно новый взгляд на мир. Как говорит Карло Ровелли: «Я стараюсь не изменить квантовую механику, чтобы она согласовывалась с моим взглядом на мир, а изменить свой взгляд на мир, чтобы он согласовывался с квантовой механикой»{165}. Способ, которым Ровелли корректирует свое мировоззрение, – отвергнуть «представление об абсолютном, или независимом от наблюдателя, состоянии системы; а равно, представление о независимых от наблюдателя значений физических величин»{166}. Ровелли отрекается от неконтекстуального реализма.
Он объясняет почему: «Если разные наблюдатели дают разные сообщения об одной и той же последовательности событий, тогда каждое квантовомеханическое описание должно пониматься как связанное с конкретным наблюдателем. Таким образом, квантовомеханическое описание конкретной физической системы… невозможно принять за «абсолютное» (независимое от наблюдателя) описание реальности, а скорее за формализацию, или упорядочение, параметров системы относительно данного наблюдателя. В квантовой механике «состояние», так же как «значение переменной» – или «результат измерений» – понятия относительные»{167}.
Физик Крис Филдс отказывается от неконтекстуального реализма на другом основании. Он демонстрирует, что если ни один наблюдатель не видит всю реальность целиком и если на наблюдение затрачивается энергия, тогда неконтекстуальный реализм должен быть ошибочным{168}. Физики Крис Фукс, Дэвид Мермин и Рудигер Шак утверждают, что из квантовой теории следует, «что реальность отличается у разных агентов. Это не так странно, как может показаться. Что реально для одного агента, полностью опирается на опыт этого агента, а у разных агентов разный опыт»{169}. Они объясняют: «Измерение, как неудачно предполагает термин, не открывает уже существующее положение дел. Это действие над миром, совершаемое агентом, которое приводит к результату – новому опыту для этого агента. Лучшим термином стало бы «вмешательство»{170}.
В интерпретации квантовой теории Фукса, известной как квантовое байесианство (или кьюбизм), квантовые состояния описывают не объективный мир, а уверенность агентов в последствиях своих действий. Разные агенты могут иметь разную степень уверенности. Ни одно квантовое состояние не является универсально истинным. Каждое индивидуально. Мое квантовое состояние описывает, как формулирует Крис Фукс: «Последствия (для меня) моих действий над физической системой! Это все „Я, мне, моё”, как пели „Битлз”»{171}.
Это согласуется с интерфейсной теорией восприятия. Мое восприятие пространства-времени и объектов – интерфейс, сформированный естественным отбором не чтобы отображать реальность, а чтобы направлять мои действия с целью увеличить приспособленность. Мою приспособленность. То, что выгодно для меня, может навредить другому. Шоколадный батончик, повышающий мое здоровье, может убить моего кота. Естественный отбор формирует восприятие индивидуальным образом, чтобы сообщать мне последствия для меня моих действий над миром. Мир существует, даже когда я не смотрю: солипсизм ошибочен. Но мое восприятие, как наблюдения в квантовой теории, не отражает этот мир. Оно советует мне – неидеально, но достаточно хорошо – как действовать, чтобы быть приспособленным.
Квантовая теория и эволюционная биология в такой интерпретации вместе сплетают поразительно логичную историю. Квантовая теория объясняет, что измерения не отражают объективную истину, только последствия для агентов их действий. Эволюция говорит нам почему: естественный отбор формирует органы чувств так, чтобы показывать агентам последствия их действий для приспособленности. Нас удивляет, что измерения и восприятие настолько индивидуальны. Мы ожидаем, что они будут сообщать объективную и обезличенную истину, пусть даже не исключающую ошибки и частичную. Но когда два столпа науки соглашаются друг с другом и противоречат нашей интуиции, приходит время пересмотреть интуицию.
Это совпадение физики и эволюции не было очевидным. В 1987 году Уильям Бартли описывал конференцию, на которой физик Джон Уилер представил свое видение квантовой теории. Сэр Карл Поппер, известный философ науки, «повернулся к нему и тихо сказал: „Ваши слова противоречат б