Шимони быстро обнаружил, что ошеломлен сложностью математического аппарата, применявшегося Уайтменом. Поэтому он решил переключиться на другую область физики. «Я обратился к Вигнеру с просьбой поставить мне задачу из области статистической механики, – вспоминал Шимони. – У работы под руководством Вигнера был один большой плюс: я мог попутно разобраться в его идеях об основаниях квантовой механики, в особенности по проблеме измерения <…> Он занял позицию, противоположную ортодоксальному взгляду того времени и состоявшую в том, что проблема измерения в рамках копенгагенской интерпретации не решена»[517]. Несмотря на то что диссертация Шимони не имела отношения к интерпретации квантовой физики, Шимони сделался неформальным консультантом Вигнера по философии; его советами Вигнер пользовался при написании статей по проблеме измерения. Оба они разделяли отчасти похожие взгляды на этот предмет. «Я уже был склонен сомневаться в правильности копенгагенского решения, – писал Шимони, – так как оно было сродни некоторым позитивистским эпистемологическим аргументам Маха, Расселла, Карнапа, Айера и других, аргументам, которые я уже изучил и отверг <…> Я давно уже был сторонником реализма»[518].
Но Шимони расходился с Вигнером в решении проблемы измерения. Вскоре после того, как в 1962 году он защитил свою диссертацию по физике, Шимони написал посвященную этой проблеме статью, в которой подтверждал, что проблема измерения является реальной, и отвергал идею, что решить ее можно привлечением сознания. «Не существует никакого эмпирического доказательства, что человеческое мышление наделено властью <…> сокращать суперпозиции, – писал Шимони, – и, более того, не существует очевидного объяснения согласия, достигаемого разными наблюдателями, независимо наблюдающими физические системы»[519]. (Шимони никогда не принадлежал к числу тех, кто не решался противоречить своим учителям или воздерживался от высказывания непопулярных мнений: еще когда он в 1940-х учился в средней школе в Мемфисе, он доставлял педагогам много хлопот, беззаветно защищая на уроках эволюционную теорию[520]). Но Вигнер, как и следовало ожидать, вовсе не возражал против проявляемого Шимони нонконформизма – наоборот, именно он убедил Шимони написать статью на эту тему. Шимони, в свою очередь, нуждался в ободрении перед лицом всеобщего и глубокого безразличия к этой тематике, которым в то время отличались физики: «Одобрение Вигнера и признание им значимости исследования оснований квантовой механики, конечно же, были для меня важной моральной поддержкой»[521].
Продолжая работать под руководством Вигнера над докторской диссертацией по физике, Шимони получил место на факультете философии MIT. Здесь он начал вести семинар по основаниям квантовой физики для студентов, получающих степень бакалавра. Он также завязал знакомства на физических и философских факультетах нескольких других университетов в Бостоне и его окрестностях. Поэтому он не очень удивился, когда в середине 1964/65 учебного года получил по почте препринт статьи, написанной Джоном Беллом, физиком из ЦЕРНа, стажирующимся в университете Брандейса. «Еще одна экстравагантная статья неизвестно от кого, подумал я. Имени Белла я никогда раньше не слышал, – вспоминал Шимони. – Статья была скверно напечатана расплывающейся синей краской на старой ротаторной бумаге. Я наткнулся на несколько арифметических ошибок и сказал себе: “Эй, да это что такое вообще?” Но потом я перечитал ее еще раз, и чем дальше я читал, тем более блестящей она мне казалась. В конце концов я понял – это не еще одна экстравагантная статья. Это нечто грандиозное»[522].
Шимони вспоминает, что он «почти сразу же» задумался о том, как можно проверить теорему Белла в лаборатории. «Как только до меня дошло, что он сделал, я подумал: “Ну и ну, это и правда очень интересно <…> А были ли в этих ситуациях тщательно исследованы предсказания квантовой механики?” Потом мне пришло в голову, что я знаю еще одну публикацию, имеющую отношение к этим вопросам»[523]. Шимони спросил своего друга Ааронова, нельзя ли для тестирования теоремы Белла модифицировать старый эксперимент Ву, на что Ааронов ответил, что этим экспериментом такое тестирование уже было выполнено. Но это было ошибкой. «Ааронов очень быстро соображает и очень быстро говорит; я перед ним просто трепетал, – вспоминал Шимони. – И я подумал: “Он прав”. А потом: “Возможно, он прав. А возможно, и нет”. И чем больше я об этом думал, тем менее был уверен в том, что Ааронов прав»[524].
Несколько последующих лет Шимони трудился над пониманием этого вопроса, подбираясь к нему то с одной, то с другой стороны, но не мог продвинуться ни на шаг. Так продолжалось до 1968 года, когда он переехал в Бостон – в здешнем университете он нашел работу своей мечты, совмещая преподавание на физическом и философском факультетах. Здесь он вскоре предложил поискать способ проверки теоремы Белла своему студенту-физику Майклу Хорну. «Чем больше Майкл читал, что было написано по этому поводу, тем менее оптимистически смотрел он на возможность протестировать неравенство Белла при помощи эксперимента Ву»[525], – вспоминал Шимони. Вместе Шимони и Хорн перерыли всю университетскую библиотеку и наткнулись в конце концов на описание опыта Кохера – Комминса. Шимони сразу же понял, что они нашли именно то, что им нужно. «К марту 1969 года основные положения нашей совместной с Хорном работы были готовы, – писал Шимони. – Я сказал Майку, что <…> такими оторванными от жизни вопросами больше никто не занимается и мы запросто можем не торопясь подготовить к печати хорошую статью. Я ошибался»[526]. Просматривая программу предстоящего съезда Американского физического общества, намеченного на апрель, Шимони увидел абстракт под заглавием «Эксперимент, предлагаемый для проверки теорий с локальными скрытыми переменными». В нем описывался в точности тот же эксперимент, который они с Хорном собирались поставить[527]. Автором работы был еще один физик, имени которого Шимони никогда не слышал: некто Джон Клаузер.
«Как только мой абстракт был напечатан, мне позвонил Абнер Шимони»[528], – рассказывал Клаузер. Дело в том, что, когда Шимони увидел абстракт Клаузера, он перепугался, что его обошли, и тут же побежал к Вигнеру. Вигнер предложил всем объединить усилия, и Шимони пригласил Клаузера на встречу с ним, Хорном и Ричардом Холтом, студентом магистратуры в Гарварде, которого Шимони тоже привлек к участию в этой работе. Клаузер согласился. В результате над статьей стали работать все четверо. «Я был очень доволен тем, что Клаузер согласился, – писал Шимони Вигнеру после этой встречи. – Это цивилизованный способ уладить вопрос независимости наших исследований»[529]. Закончив писать свою докторскую диссертацию в Колумбийском университете, Клаузер провел несколько недель в Бостоне, работая с Шимони и остальными над отделкой чернового варианта статьи. Но дольше он оставаться не мог – его ждало место постдока в Беркли. Заядлый моряк, Клаузер давно уже составил план приплыть к месту новой работы в Калифорнии на своей яхте (на которой во время аспирантуры в Колумбийском университете он и жил, поставив ее к причалу на Ист-Ривер). «Сначала мы только собирались пройти морем до Галвестона, там погрузить яхту на трейлер и везти в Лос-Анджелес, а уж оттуда идти морем вдоль берега в Беркли. Но вышло так, что нас застиг ураган “Камилла”, так что пришлось застрять в Форт-Лодердейле, – рассказывал Клаузер. – Абнеру [Шимони] мой маршрут был известен. И <…> он рассылал очередные редакции текста по всем гаваням каждого следующего города, в который мы направлялись. Какие-то из них я получал, а какие-то, думаю, и сейчас там меня дожидаются. А я во время этого плавания тоже писал, как одержимый, писал и правил написанное, а потом отправлял ему. Мы то и дело звонили друг другу и обсуждали различные версии текста, а потом обменивались набросками»[530]. К моменту прибытия Клаузера в Беркли статья была готова, и Шимони сдал ее в печать.
В работе Клаузера – Хорна – Шимони – Холта (CHSH) математический аппарат Белла был переформулирован – он приобрел вид, более удобный для тестирования в лаборатории. Кроме того, в статье был предложен и подробно описан эксперимент, который должен был установить, нарушается ли в действительности неравенство Белла[531]. По духу своему эта экспериментальная установка напоминала рулетку в казино Ронни «Медведя» из главы 7. Но вместо пар рулеточных шариков в опыте CHSH использовались пары фотонов с запутанной поляризацией. В ходе эксперимента предполагалось посылать каждый фотон через поляризатор, ориентированный в одном из двух различных направлений (рис. 9.1 и 9.2), и повторять это с большим числом пар запутанных фотонов. Точно так же, как каждый шарик рулетки в казино останавливался на красном или черном поле, каждый фотон либо проходил через поляризатор, либо был им блокирован. Сравнивая поведение множества пар фотонов, можно было проверить теорему Белла. Если выходило, что у каждой пары запутанных фотонов имелся заранее подготовленный план, как вести себя на каждом из двух поляризаторов, то такой результат удовлетворял бы неравенству Белла. Но квантовая физика предсказывала, что фотоны не будут подчиняться неравенству Белла, так же как шарики рулетки в казино Ронни.