Сам Белл уже давно ответил на вопрос, почему запутанные частицы не могут быть похожи на носки Бертлмана, – его теорема, а также эксперименты Клаузера и Аспе показали, что с частицами должно происходить что-то гораздо более странное. «Некоторые особые корреляции, осуществимые в рамках квантовой механики, невозможно объяснить с позиций локальности. Другими словами, они необъяснимы без действия на расстоянии, – писал Белл. – Вы, конечно, можете пожать плечами и сказать: “Что ж, совпадения всегда случаются” или “Такова жизнь”. Такой подход в контексте квантовой философии действительно иногда проповедуют люди, во всех других отношениях вполне серьезные. Но вне необычного квантового контекста этот подход был бы сразу отброшен как ненаучный. Научный же подход заключается в том, что корреляции требуют объяснения»[580].
Конечно, Аспе своим обаянием сумел сотворить чудо и изменить отношение к проблеме основ квантовых принципов – и все-таки равнодушие к этой тематике среди физиков еще оставалось широко распространенным. Как испытал на себе Клаузер, тем, кто работал над этой проблемой, по-прежнему было трудно найти постоянную должность. Да и сам Белл почти все свое рабочее время в ЦЕРНе проводил, исследуя элементарные частицы при помощи релятивистской квантовой теории поля. Они с Бертлманом отлично знали, что эта теория работает прекрасно – «для всех практических надобностей», по его собственным словам[581]. Но мысль об обоснованности квантовой механики не давала Беллу покоя никогда. «Я – квантовый инженер, – так начал он однажды свое выступление, – но по воскресеньям у меня есть и принципы»[582]. Белл, обычно очень мягкий и вежливый, мог просто взорваться, если кому-нибудь случалось сморозить какую-то глупость по поводу основ квантовых принципов. «На конференциях <…> он обычно хранил молчание, – вспоминал еще один из его молодых коллег, Николя Жизан. – Но если кто-то начинал нести чушь, особенно по поводу [квантовой] интерпретации <…>, он взрывался и со своим ирландским акцентом делал очень резкие, но бьющие в самую точку замечания. Когда это случалось, допустившему промах оратору оставалось только быстро ретироваться»[583].
Эти взрывы не были вспышками гнева. Они порождались глубокими моральными убеждениями Белла, его представлениями о научной честности. Это были те же моральные принципы, которые несколькими десятилетиями раньше привели его к вегетарианству. В то время как копенгагенская интерпретация была основана на нежелании связываться с проблемой измерения, Белл не хотел прятаться от этой проблемы.
Рис. 10.2. Джон Белл в своем кабинете в ЦЕРНе за обсуждением способов проверки его теоремы, 1982
Он не хотел терпеливо сносить расплывчатость и неопределенность копенгагенской интерпретации и ее готовность отложить решение задачи на неопределенное время. Хотя он из осторожности и не торопился призывать молодых физиков посвящать себя основам квантовых принципов, он неизменно был терпелив и добр со всеми, кто хотел поговорить с ним на эти темы. «Когда я задавал ему вопросы, он всегда охотно отвечал, не жалея времени, – вспоминал Жизан. – А иногда он приходил поговорить и ко мне в лабораторию <…>. Помню его рыжую шевелюру и шапку с маленьким помпоном на макушке. Он совершенно не строил из себя такого, знаете, “гения”, “великого Джона Белла”»[584].
Белл «всегда улыбался <…>. У него была слабость к людям неконформистского склада, – рассказывал Бертлман. – Мы много спорили, не только о физике, но и о политике, об искусстве». Но, пока Бертлман не прочел статью о своих носках, они никогда не обсуждали работ Белла по основам квантовых принципов. «Когда я увидел [эту статью], я чуть не выпрыгнул из этих своих носков, – вспоминал он. – Она меня просто сразила наповал – ну, вы можете себе представить. Я был очень взволнован, сердце у меня колотилось. Помню, я бросился к телефону и тут же позвонил Беллу. Я был в восторге, но он был подчеркнуто спокоен». Когда Бертлман немного пришел в себя, он решил узнать об основах квантовых принципов больше. «То, что я узнал, меня просто поразило, и после этого мне уже ничего не оставалось, как углубиться в эту область по-настоящему»[585].
Но проблема основ квантовых принципов привлекала не только молодых физиков вроде Жизана и Бертлмана. Вполне сложившиеся ученые старшего поколения тоже стали обращать на нее внимание, даже те из них, кто раньше пренебрегал этой областью физики как малозначительной или не имеющей практического смысла. В самом начале 1970-х, когда Джон Клаузер еще только начинал разрабатывать свой первый план экспериментальной проверки неравенств Белла, он как-то приехал в Пасадену навестить своих родителей на Рождество. Его отец, Фрэнсис Клаузер, был в то время профессором в Калтехе. «И вот я приехал, а [отец] мне и говорит: “Знаешь, я тебе устроил встречу с Фейнманом!” – вспоминал потом Клаузер. – Я только и смог выдавить из себя: “O боже!”» Ричард Фейнман был живой легендой, одним из самых выдающихся и блестящих физиков того времени. Он был одним из создателей квантовой электродинамики, теории взаимодействия света и вещества – это принесло ему в 1965 году Нобелевскую премию. Карьеру свою Фейнман начал студентом Джона Уилера и, как и его наставник, не испытывал больших сомнений по поводу копенгагенской интерпретации. Клаузер побаивался, что его работа, касающаяся малоизвестной теоремы Белла, будет отвергнута прямо с порога, – и не ошибся. «Я пришел к Фейнману в кабинет, и он сразу начал злиться, – рассказывал Клаузер. – Он сказал мне: “Вы что? Не доверяете квантовой механике? Ну как только найдете в ней ошибку, возвращайтесь, и мы об этом поговорим. А сейчас катитесь отсюда, все это мне неинтересно”»[586].
Но к тому времени, когда в 1984 году Ален Аспе приехал с докладом в Калтех, Фейнман уже сменил тон. «Он был крайне приветлив, – вспоминал Аспе, – и делал интересные замечания»[587]. После выступления Аспе Фейнман снова пригласил его к себе в кабинет, где они продолжили обсуждение. А как только Аспе вернулся домой, он получил от Фейнмана письмо, полное новых похвал: «Позвольте мне еще раз сказать вам: ваша работа замечательная»[588].
Вряд ли Фейнман извлек для себя много нового из неудачного визита к нему Клаузера, но ко времени, когда в Калтех приехал Аспе, он уже, без сомнения, был хорошо осведомлен о теореме Белла. После первых опытов Белла в печать хлынул поток статей по этой тематике, в которых теорема Белла объяснялась как физикам, так и широкой публике. Первое популярное изложение работы Белла поместил в 1979 году в журнале Scientific American д’Эспанья. Вскоре после этого стали появляться популярные книги по квантовой физике, написанные как физиками, так и популяризаторами, связанными с «Группой фундаментальной фисики» в Беркли: «Дао физики»[589], «Квантовая реальность»… А знаменитая серия статей по теореме Белла, написанная выдающимся физиком из Корнеллского университета Н. Дэвидом Мермином, исчерпывающе осветила этот предмет для коллег-физиков. В ней тема была раскрыта через систему изумительно простых мысленных экспериментов, которые быстро сделались стандартным способом введения в проблематику[590]. Фейнман, которого физики превозносили как за ясность изложения, так и за глубину его физических озарений, сразу сделался горячим поклонником работы Мермина. «Ваши статьи – одни из самых прекрасных среди известных мне работ по физике, – писал Фейнман Мермину в 1984 году. – На протяжении всех моих зрелых лет я пытался извлечь из странности квантовой физики суть, которую можно было бы выразить как можно более простыми средствами. <…> И я уже совсем было приблизился к этому, как вдруг появилось во всей своей идеальной первозданности ваше описание»[591].
Сам Фейнман представил свое объяснение теоремы Белла в 1981 году в своей вступительной речи на открытии конференции в Калтехе (хотя, как ни странно, самого Белла он при этом не упомянул). Конференция была посвящена, казалось бы, совершенно другой тематике – физике вычислительных процессов, – но Фейнман показал, что теорема Белла дает ответ на один вопрос, критический для этой области. «Можно ли моделировать физический мир при помощи универсального компьютера?» – поставил Фейнман этот вопрос в своей речи на конференции. «Физический мир подчиняется законам квантовой механики, а значит, в действительности задача сводится к моделированию квантовой физики – именно об этом я и хочу поговорить», – продолжал он. Для обычного компьютера, работающего в нормальных условиях, ответ отрицательный: пользуясь в привычном порядке двоичными кодами, состоящими из нулей и единиц, без происходящих внутри компьютера странных связей на расстоянии и других подобных трюков, мы способны моделировать только локальные физические процессы и не можем в полной мере воспроизводить эффекты квантовые. Но, предположил Фейнман, может найтись и другой путь к достижению этой цели. «Может быть, это получится с компьютером нового вида – квантовым компьютером? – задался он вопросом. – Не уверен… Этот вопрос я оставляю открытым»[592].
Спустя несколько лет молодой физик по имени Дэвид Дойч двинулся вперед с той точки, на которой остановился Фейнман. В 1985 году Дойч доказал, что квантовый компьютер – компьютер, в полной мере использующий различия между квантовой и классической физикой, – может работать более эффективно, чем обычный классический компьютер. Доказательство Дойча открыло возможность практического технологического приложения идей Белла – это был прорыв, которого сам Белл предвидеть не мог. Однако Дойч не указал конкретного практического аспекта, в котором квантовый компьютер мог обогнать классический, – он лишь доказал теоретическую осуществимость этой идеи и построил простой пример. Найти работающий алгоритм для компьютера, который еще не построен, да так, чтобы он превзошел все уже существующие, оказалось действительно трудным делом.