Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью — страница 64 из 74

[682]. А еще Цайлингер посвятил несколько десятков лет постановке усовершенствованных версий экспериментов Белла в модификации Аспе – в ходе этих опытов существование квантовой нелокальности удостоверялось с громадной точностью.

И все же, несмотря на свое близкое знакомство с самыми экстравагантными аспектами квантового мира, у Цайлингера не было никаких колебаний в отношении копенгагенской интерпретации. «Квантовое состояние, по Гейзенбергу, – это математическое представление нашего знания, – говорил он. – Оно дает нам множество возможных результатов будущих измерений вместе с их вероятностями». Для Цайлингера измерение играет в квантовой физике центральную роль. «Проблемы измерения не существует, – заявляет он. – Результат измерения находится в классическом мире, а квантовое состояние относится к миру квантовому, который, согласно Гейзенбергу, существует лишь в форме математического представления <…> То, о чем можно говорить на нашем классическом языке, – объективно существующие объекты Вселенной, классические объекты. И это все. Только они и являются реальными, остальное – математика»[683]. Другими словами, есть два мира: мир реально существующих объектов повседневной жизни, подчиняющийся законам классической доквантовой физики, и квантовый «мир», не обладающий реальностью в том же смысле, в каком ею обладает мир классический, – в точности как говорил Гейзенберг. Однако Цайлингер не думает, что между этими мирами есть четкая грань, некая граница, за которой квантовая физика неприменима. «Никакой фундаментальной разделительной линии не существует, – говорит он. – Есть переход от классического к квантовому, но не граница между ними». В словах Цайлингера нет ничего неожиданного: почти никто из физиков больше не думает, что такая фундаментальная грань существует. Одно из наиболее убедительных доказательств этому нашел сам Цайлингер. Еще в 1999 году он и его сотрудники, применив множество технических ухищрений, сумели получить фуллерен – конгломерат из шестидесяти углеродных атомов, напоминающий по форме футбольный мяч, интерферирующий сам с собой, наподобие фотона в эксперименте с двойной щелью[684]. Найти квантовые эффекты в объекте, настолько большем, чем индивидуальная субатомная частица (хоть и по-прежнему примерно в миллиард раз меньшем, чем объекты нашей повседневной жизни), некоторым из отцов-основателей квантовой физики могло бы показаться чудом. Но Цайлингер, блестящий экспериментатор, твердо решил продемонстрировать всем, что законы квантовой физики неподвластны никаким ограничениям.

Но тогда возникает вопрос: если объективно существуют только классические объекты, но при этом законы квантовой физики применимы повсюду, то что значит слово «классические»? Или, в более общем смысле, как можем мы объяснить мир, который видим вокруг себя? Согласно Цайлингеру, наш повседневный мир классический – но квантовая физика тоже должна правильно описывать то, что мы видим в нем, ведь ее применимость неограниченна. Как же можем мы образовать согласованную, целостную картину реальности из этой версии копенгагенской интерпретации? Цайлингер отвечает на этот вопрос неожиданно просто. «Я не знаю, что вы под этим подразумеваете, – говорит он. – Думаю даже, что и вы не можете точно определить, что это означает»[685].

Какого черта?!

* * *

С Цайлингером согласны далеко не все физики. «Копенгагенская интерпретация предполагает существование таинственного разделения между микроскопическим миром, управляемым законами квантовой механики, и макроскопическим миром [измерительных] устройств и наблюдателей, который подчиняется классической физике, – говорит Стивен Вайнберг, лауреат Нобелевской премии по физике за 1979 год. – Это представление очевидно неудовлетворительно. Если квантовая механика применима ко всему, она должна быть применима и к устройствам для физических измерений, и к самим физикам. С другой стороны, если квантовая механика не может быть применима ко всему, мы должны знать, где провести границу ее области применимости. Применима ли она только к системам не слишком больших размеров? Применима ли она, если измерение выполнено автоматическим устройством и ни один человек не знакомится с результатом этого измерения?»[686] Герард ‘т Хоофт, лауреат Нобелевской премии по физике за 1999 год, предпочитает более примирительный тон. «Я согласен со всем, что говорят [копенгагенцы], кроме только одного – я не согласен с тем, что нельзя задавать никаких вопросов, – настаивает он. – Или, точнее, что есть вопросы, которые задавать не следует. Нет, говорю я, нет, я все равно буду их задавать. Вы не хотите, чтобы я спрашивал? Извините, но у меня острое чувство, что здесь еще очень многое можно сказать и что спрашивать полезно»[687]. А сэр Энтони Леггетт, обладатель Нобелевской премии по физике 2003 года, делает «страшное признание: если вы придете ко мне днем, то увидите, что я сижу за столом и решаю уравнение Шрёдингера <…>, как делают и все мои коллеги. Но иногда в ночи, когда сияет полная луна, я занимаюсь тем, что в физическом сообществе является интеллектуальным эквивалентом превращения в оборотня. Я задаю себе вопрос, является ли квантовая механика полной и окончательной правдой о законах физической Вселенной. В частности, я спрашиваю себя, вправду ли принцип суперпозиции можно экстраполировать на макроскопический уровень способом, который требуется для того, чтобы вызвать парадокс квантового измерения. Что еще хуже, я склоняюсь к убеждению, что в некоторой точке между атомом и человеческим мозгом разрыв между этими уровнями не только может, но и должен существовать»[688].

Но Вайнберг, ‘т Хоофт и Леггетт – исключения среди физиков. Гораздо большее распространение имеют такие взгляды, как у Цайлингера. За последние лет двадцать проведено много неформальных опросов, в которых физиков спрашивали о том, какую интерпретацию квантовой физики они считают предпочтительной[689]. По данным этих опросов копенгагенская интерпретация лидирует с большим отрывом. И есть основания считать, что, по этим данным, поддержка «копенгагенских» взглядов среди физиков еще и заметно занижена – ведь такие опросы обычно проводятся на конференциях по основам квантовых принципов[690]. Оценка получается смещенной: ведь все еще есть много физиков, которые никогда не ездят на такие конференции, считая их напрасной тратой времени. Они уверены, что все проблемы, существовавшие в этой области, уже давным-давно решены – в рамках все той же копенгагенской интерпретации.

Странно, впрочем, что Цайлингер затрудняется дать ссылку на какой бы то ни было источник, в котором копенгагенская интерпретация была бы ясно очерчена. «Возможно, мне или кому-нибудь еще стоит написать ясное и четкое изложение квантовой механики»[691], – писал он. Причина отчасти в том, что Бор, мысль об обращении к работам которого сразу же возникает, отличался невероятной (и всем известной) неясностью изложения. Но у затруднений с источниками есть и другая, более глубокая причина. «Копенгагенская интерпретация больше не является главенствующей», – говорит специалист по истории физики Сэм Швебер (который, как мы помним по главе 5, когда-то вызволил Дэвида Бома из-под ареста). В оригинальной олдскульной версии копенгагенской интерпретации классические объекты, такие как измерительные устройства, нельзя было даже принципиально описать на языке квантовой физики. Но сегодня, указывает Швебер, почти все физики согласны с Цайлингером в том, что принципиальных пределов у квантового описания не существует. Почему же тогда, спрашивается, так много физиков все еще считают, что они верны копенгагенской интерпретации? Как могут столь многие из них, как Хитрый Койот из мультика, беспечно забегать за грань квантовой пропасти, не представляя себе, с какой огромной высоты им придется падать? «Это уже другая история», – говорит Швебер[692].

Отчасти проблема заключается в том, что какой-то одной «копенгагенской интерпретации» нет и никогда не было. Название “копенгагенская интерпретация” сделалось довольно скользким, – писала Нина Эмери, специалист по философии физики из женского колледжа Маунт Холиок. – И эта смысловая путаница помогает физикам уклоняться от прямого разговора о возникающих здесь нестыковках. Например, когда вы подталкиваете их к мысли, что измерения вызывают коллапс волновой функции, они принимаются вместо ответа говорить о разных аспектах видения этой проблемы Бором или увязают в математических тонкостях. А если вы указываете им на неувязки в боровском подходе, они возвращаются к разговорам о том, что измерения вызывают коллапс»[693]. Возможности гибкого маневрирования, связанного с такими противоречивыми позициями, позволяют легко отражать любые атаки на «истинную» копенгагенскую интерпретацию. Защищая ее, физики просто перепрыгивают с одной позиции на другую – иногда даже не осознавая, что совершают эти «прыжки».

Но если вы принадлежите к лагерю «инструменталистов» – считаете, что наука есть не более чем инструмент для предсказывания исходов экспериментов, тогда эти прыжки для вас ничего не значат. Ведь вы все равно считаете вопросы интерпретации бессмысленными и ненаучными. Не играет никакой роли, придерживаетесь ли вы однозначного и последовательного мнения о значении квантовой теории. Значение имеет только то, что вы можете непосредственно наблюдать. Эти сильно отдающие позитивизмом идеи все еще очень популярны среди физиков, особенно к