Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью - Адам Беккер

учил Джона осторожному скепсису. «Сынок, опирайся на данные, – говорил он. – Люди обожают всякие экстравагантные теории, но всегда стоит вернуться к исходным данным и посмотреть, придешь ли ты сам к тем же выводам[484]… Здравый смысл часто может оказаться неподходящим для интерпретации того, что мы наблюдаем»[485]. Фрэнсис занимался физикой жидкостей и с подозрением относился к математически простой, но плохо поддающейся визуализации квантовой теории. «Между математическими аппаратами гидродинамики и квантовой механики очень много общего, но папа не понимал квантовой механики, – вспоминал Клаузер-младший. – Он создал у меня ложное ощущение, что я мог бы сам заняться решением этой проблемы, хотя на деле до этого мне было далеко»[486]. Когда Джон отправился в Калтех, он изучал там квантовую теорию под руководством самого Ричарда Фейнмана, но так и не смог избавиться от подозрения, что в ней что-то не так. Эти сомнения оставались с ним и в докторантуре Колумбийского университета, когда он больше узнал о спорах, не прекращавшихся вокруг квантовой физики с самого момента ее появления. «Мне <…> стоили больших усилий попытки понять квантовую механику. Я уже прочел и статью ЭПР, и работу Бома, и де Бройля. С пониманием копенгагенской интерпретации дело шло плохо, аргументы ее критиков в то время казались мне гораздо более разумными, – вспоминал Клаузер. – Доводы ЭПР выглядели гораздо убедительнее, чем доводы Бора <…>. Скрытые переменные представлялись мне тогда идеальным логическим решением вопроса. Из-за того что я придерживался этого мнения <…>, одни, конечно, считали меня еретиком и отщепенцем, а другие – просто шарлатаном»[487].

Если вспомнить обо всем этом, станет понятно, почему название короткой статьи Белла сразу привлекло внимание Клаузера, а элегантное доказательство, приведенное в ней, стало для него настоящим шоком. «“Этого просто не может быть”, говорил я себе, – вспоминал потом Клаузер. – Я был уверен, что найти контрпример будет нетрудно; но, как я ни старался <…>, найти его не мог. Ладно, думал я, значит, Белл наврал в самом доказательстве. Но и здесь я тоже не мог обнаружить никакой ошибки. Так я метался между этими двумя возможностями, как вдруг наконец меня осенило: господи, да ведь это же важнейший результат!»[488] И Клаузер, физик-экспериментатор до мозга костей, сразу же задумался – нельзя ли идею Белла проверить на опыте?

Клаузер понимал: вполне возможно, кто-то уже непреднамеренно протестировал теорему Белла в ходе какого-то другого эксперимента. Но даже если было не так, Клаузер решил заняться поисками соответствующей литературы – возможно, она подскажет ему, как именно лучше всего поставить такой опыт. Он уже знал, что эксперимент, подобный мысленному опыту ЭПР, провела пятнадцать лет назад знаменитая Ву Цзяньсюн, физик-ядерщик, профессор Колумбийского университета. Клаузер спросил Ву, не располагает ли она какими-либо неопубликованными данными, оставшимися от ее эксперимента, которые можно было бы использовать для проверки теоремы Белла. Оказалось, что таких данных нет и что этот опыт не мог быть легко адаптирован для такой цели[489]. Тогда Клаузер прошел несколько кварталов к северу и оказался в Иешива-университете, где друг познакомил его с молодым профессором Якиром Аароновым, бывшим студентом Бома. Когда Клаузер сказал Ааронову, что надеется проверить теорему Белла, его собеседник «посчитал, что это действительно довольно интересная идея и что это стоит сделать», – вспоминал Клаузер. Но Ааронов был физиком-теоретиком, работал над собственными задачами, и большой помощи от него ждать было нельзя. В конце концов один старый приятель по колледжу рассказал Клаузеру о группе физиков из MIT, которые делают что-то, что вроде бы можно адаптировать для проверки теоремы Белла. Клаузер поехал к ним в Кембридж и сделал там доклад о статье Белла. После выступления его представили Карлу Кохеру, новоприбывшему постдоку[490]. «Кохер только что окончил докторантуру в Беркли под руководством Джина Комминса. И там они как раз экспериментировали с корреляцией поляризации фотонов, – вспоминал Клаузер. – Физики из MIT рассказали мне об эксперименте Карла и спросили: “Может, это тебе на худой конец подойдет?” А я такой: “Чуваки, да это же именно то, что надо!”»[491] Читая статью, которую Кохер и Комминс когда-то написали о своем эксперименте, Клаузер понял, что таким способом действительно можно было бы проверить выполнение теоремы Белла, но экспериментаторы этим не воспользовались. «Я смотрел на результаты, полученные Кохером и Комминсом, и видел, что авторы, конечно, понятия не имели о содержании теоремы Белла»[492]. Немного усовершенствовав схему опыта, Клаузер смог адаптировать его для тестирования теоремы.

Довольный тем, что ключевой эксперимент никем не был выполнен, но что выполнить его можно, Клаузер отправился обратно в Колумбийский университет посоветоваться со своим научным руководителем Патом Таддеусом. Тот уже учуял направление необычной «посторонней» деятельности Клаузера. «Он был в ярости, – вспоминает Клаузер. – Первым, что он мне сказал, было: “Слушай, это все чушь. Я тебе скажу, что делать: напиши письмо Беллу, де Бройлю и всем этим чувакам, они тебя просветят. Все это напрасная трата времени, поверь мне”»[493]. Поэтому в Валентинов день 1969 года Клаузер написал «валентинку» Беллу. В ней он спрашивал, не думает ли Белл, что стоит провести опытную проверку его неравенства, и не знает ли он о каких-нибудь уже существующих экспериментальных результатах по этой теме. Еще Клаузер рассказывал о предлагаемом им расширении эксперимента Кохера – Комминса, которое могло бы обеспечить такую проверку. Для Белла это письмо стало первым письменным отзывом о его работе за четыре года, прошедших с момента ее публикации[494]. Спустя несколько недель в Институт космических исследований на имя Клаузера пришло письмо из ЦЕРНа. Белл ответил ему.

«Думаю, что эксперимент, который вы предлагаете провести, очень, очень интересен. Мне ничего не известно о других подобных экспериментах, – писал Белл. – Ввиду общего успеха, достигнутого квантовой механикой, мне очень трудно сомневаться в их исходе. Однако я все же очень хотел бы, чтобы эксперименты, в которых производится прямая проверка ключевых квантовых концепций, были выполнены и результаты их опубликованы». Белл, весьма близко знакомый с «кухней» квантовой физики, понимал – вряд ли можно ожидать, что квантовая теория окажется неверной. Но он лучше, чем кто-либо другой, чувствовал и сумасшедшие надежды юнца, письмо которого свалилось на него так нежданно. «Не будем забывать, – так заканчивал он свое письмо, – что всегда есть маленький шанс получить неожиданный результат, который потрясет мир!»[495]

«Политическое мышление моего поколения формировалось под влиянием вьетнамской войны, – писал позже Клаузер. – Я был юным студентом, живущим в революционную эру[496], и, естественно, мечтал о том, чтобы “потрясти мир”!» Внутренне Джон Клаузер уже принял решение. Он выполнит эксперимент – и, может быть, докажет, что квантовая физика ошибочна.

* * *

В это же самое время по другую сторону Атлантики похожие