На самом деле рассуждение очень простое. Для начала немного перефразируем аргумент Эйнштейна. Запутанность означает, что две частицы или более согласованы друг с другом. Им приказывают быть согласованными. «Вы должны быть согласованы!» — говорит теория. Но насколько же безнадежно неопределённа эта команда. Она не говорит частицам, как быть согласованными. Если они ведут себя, как монеты, им нужно сказать, какой стороной приземлиться, а без этой информации они входят в состояние неопределенности, одновременно падая орлом и решкой. Эта ситуация похожа на сцену из старого военного комедийного сериала «Отряд “Ф”». Сержант приказывает отряду: «Отряд, все в одну сторону, шагом — марш!» Но забывает сказать, в какую сторону. Какая-то часть отряда идет направо, другая налево, и начинается хаос. В отсутствие дальнейших инструкций у монет или солдат есть единственный способ одинакового выхода из своей неопределенности — телепатическая связь.
Но в этом доводе есть лазейка. Что, если квантовые монеты никогда не выходят из состояния неопределенности? Что, если каждая монета приземляется на обе стороны? В этом случае не требуется никаких нелокальных воздействий. Разумеется, такой взгляд противоречит тому, что говорят наши органы чувств. Всякий раз, подбрасывая монету, вы видите, что она падает либо орлом, либо решкой (либо ни тем ни другим, если она становится на ребро), но никогда тем и другим сразу. Но может быть, вы не должны верить своим глазам. Возможно, вы воспринимаете только один исход, несмотря на то что имеют место оба. Так могло бы произойти, если бы вы также вошли в состояние неопределенности, т.е. находились в неоднозначной ситуации наблюдения монеты, упавшей орлом и решкой. В конце концов, человек, который это наблюдает, — такой же квантовый объект, как и частица. Если частица может находиться в состоянии неопределенности, то почему не можете вы? Эта ситуация похожа на печально известную ситуацию с котом Шрёдингера, который и жив и мертв одновременно, за исключением того, что теперь мы представляем себе, каково быть этим котом.
Главное, что вы видите эту неоднозначность не в себе, а только в других. Фактически у вас есть несколько личностей, которые не подозревают о существовании друг друга. Одна личность видит, что монета упала орлом, другая видит, что она упала решкой. Возвращаясь к метафоре из «Отряда “Ф”»: хотя сбивающая с толку команда сержанта вызывает хаос, он никогда этого не заметит, если страдает расстройством мозга, которое достойно пера Оливера Сакса[17]. Его левое полушарие видит солдат, идущих направо, а правое полушарие — солдат, направляющихся налево, и оба полушария рады, что отряд повиновался команде.
Это дает нам новый способ интерпретации того, что происходит, когда вы с другом подбрасываете пару квантовых монет. Когда вы спрашиваете друга, что он видел, каждая из ваших личностей слышит свой ответ. Личность, которая увидела орла, общается с той личностью друга, которая увидела орла. Личность, которая увидела решку, общается с той личностью друга, которая увидела решку. Обе личности соглашаются, что поведение монет было согласованным. Любопытно, что они делают этот вывод даже при том, что результат броска остается неоднозначным.
Сторонники такого представления утверждают, что расщепление личности — естественный способ интерпретации квантовой механики. Это не имеет никакого отношения к нашему мозгу как таковому, но является результатом устройства Вселенной. Самое знаменитое объяснение, известное как теория множественных миров, предполагает, что эти другие возможные личности представляют собой почти точные копии вас, существующие в параллельных вселенных. В нашей вселенной вы можете видеть, что монета выпадает орлом. В другой вселенной «вы» — т.е. существо, которое не является тем же самым набором атомов, что и вы, но выглядит в точности как вы и полностью убеждено, что оно является вами, — видите, что монета приземляется решкой. Все, что может произойти, действительно происходит в каком-нибудь из множества миров, хотя у нас есть прямой доступ только к тому миру, в котором мы живем. Мы думаем, что у каждого события есть единственный результат, поскольку не можем видеть другие миры, где наблюдаются альтернативные исходы.
Множественные миры — не единственный способ объяснения расщепления личности. Другие физики предлагают интерпретации, которые приводят к тому же самому, но без порождения множества космологических сущностей. Суть в том, что у нас есть доступ только к какой-то части реальности. Разные наблюдатели могут делать, казалось бы, несовместимые выводы о действительности, и это нормально, потому что их заключения относятся только к той части действительности, которую они видят. Нет никакой потребности в нелокальных воздействиях, чтобы добиться непротиворечивости. Но, какой бы безупречной ни была логика, вывод все еще звучит фантастически. Сомнение в собственном самосознании (не говоря уже о природе Вселенной) кажется многим слишком высокой ценой за объяснение какого-то непонятного физического эксперимента. Но чтобы избежать призрачного дальнодействия, физики готовы пойти даже на это.
Вариант 4: не будьте реалистами
Сюрреалистичность вышеупомянутых возможностей объясняет привлекательность четвертого и заключительного варианта: это все просто большая ошибка, доказательства Эйнштейна и Белла были неверно истолкованы, и, при более тщательном рассмотрении, они не подразумевают нелокальности или любого другого сходного по значимости явления. Этот довод был в центре внимания на той встрече в Дрездене, на которой я присутствовал. Там проходила ежегодная конференция Немецкого физического общества, самого большого в мире профессионального объединения физиков, и это был настоящий фестиваль физики. Среди многочисленных палаток, установленных в университетском городке, можно было прогуливаться с пивной кружкой, покупая усилители мощности и криогенные чаны. В лекционных залах физики делали доклады с такими заголовками, как «Дорогая, я уменьшил лазер». Была даже «Потасовка с Эйнштейном», когда высказаться о теории относительности со сцены могли все желающие. Гвоздем программы, однако, стал день, посвященный природе квантовой реальности. Аудитория на тысячу мест была заполнена до предела, люди сидели в проходах, стояли в дверях в нарушение местных норм пожарной безопасности и вытягивали шеи, чтобы увидеть докладчиков.
Четвертый вариант защищал Антон Цайлингер, венский физик-экспериментатор, который сделал больше, чем кто-либо другой, для превращения квантовой запутанности из теоретического курьеза в практическую реальность. Он сказал мне, что в австрийской деревне в предгорьях Альп, где он вырос, у него была репутация любопытствующего человека: было удивительно, насколько он был любопытным. «По сей день жители той деревни говорят, что считали меня немного сумасшедшим, — говорит он. — Я сидел на подоконнике у себя на кухне и часами смотрел на улицу». Цайлингер и Модлин — во многом родственные души: оба бунтовали против всеобщего игнорирования каверзных вопросов Эйнштейна. «Когда я начал заниматься физикой в 1960-х гг., отношение к этому было таким: давайте не будем беспокоиться о фундаментальных вопросах», — вспоминает Цайлингер. Он изучал квантовую механику самостоятельно, а не на занятиях, и у него никогда не было впечатления, что прошлые поколения уже нашли ответы на глубинные вопросы. «Я понял, эти ребята не знали, что все это значит, — говорит он. — Чего-то не хватало». Параллельно с физикой Цайлингер изучил многие философские труды: Канта, Маха, Поппера, Витгенштейна.
В чем Цайлингер расходится с Модлином, так это в том, что он никогда не считал копенгагенскую интерпретацию чем-то, против чего нужно восставать. Наоборот, она ему скорее по душе. Будучи экспериментатором, Цайлингер, естественно, согласен с Бором и Гейзенбергом в высокой оценке значимости акта измерения и, в частности, с копенгагенским тезисом о том, что измерения активно помогают создавать действительность. Он возражает против реалистического представления Эйнштейна о том, что измерения — это пассивные операции, с помощью которых регистрируется то, что уже существует.
Цайлингер видит аргумент Белла в таком свете: это опровержение не локальности самой по себе, а «локального реализма», который объединяет два интуитивных суждения Эйнштейна о том, что физика локальна (частицы взаимно независимы) и реалистична (частицы обладают определенными свойствами до того, как над ними проводятся измерения). Если аргумент Белла относится к локальному реализму, а не только к локальности, то только одно из этих суждений находится под ударом. По аналогии, если говорят, что кто-то — не кассир-феминистка, то нам нужно больше информации, чтобы узнать, кем она не является: феминисткой или кассиром, или же она и не феминистка, и не кассир. В этом случае, возможно, мы должны отказаться от реализма, а не от локальности. Цайлингер и его команда провели эксперименты, которые оказались убийственны для реализма.
В одном из них частицы оставались в контакте друг с другом, так что вопрос о локальности не стоял. Это была чистая проверка реализма, и частицы ее провалили. Если вы попытаетесь объяснить результаты измерений, предполагая, что у частиц были определенные свойства на протяжении всего времени, то придете к противоречию. Переведем это на язык монет: предположим, пять человек сидят за столом. Каждый подбрасывает монету и сравнивает результат с результатом своего соседа справа. Поскольку пять — нечетное число, то по крайней мере у одного человека результат совпадет с результатом соседа. Но это верно только для обычных монет. Для квантовых монет вы можете обнаружить, что ни у одного из них результат не совпадет с результатом соседа справа, что невозможно, если у бросков есть определенные результаты, которые существуют до осуществления сравнения.
Безусловно, такие эксперименты не полностью исключают реализм. Некоторые теории, основанные на реализме, такие как концепция направляющего поля Бома, остаются жизнеспособными. Но эти результаты все же наводят на размышления. Уже в тот момент, когда вы пытаетесь представить себе то, какими должны быть частицы перед измерением, вы призываете на помощь нелокальные воздействия. Перестаньте пытаться представить их таким образом и, возможно, сможете сохранить локальность. «На мой взгляд, проблема не в локальности, — сказал Цайлингер аудитории в Дрездене. — На мой взгляд, главная помеха — это идея о реализме».