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

входит в контакт с его окружением, декогеренция не разрушила бы суперпозицию – она ухудшила бы ее. Вместо того чтобы просто включать в себя объект в суперпозиции, более широкая система «объект – среда» сама оказалась бы в суперпозиции. И при отсутствии интерпретации, которая объяснила бы, что эта суперпозиция значит, проблема измерения осталась бы нерешенной. Почему в реальном мире мы не встречаем одновременно мертвых и живых котов? Почему уравнение Шрёдингера так хорошо описывает малые объекты, но терпит постыдный крах при описании объектов повседневной жизни? Эти вопросы остаются без ответа.

Зех вполне ожидаемо согласился с тем, что «индуцированная средой декогеренция сама по себе не решает проблемы измерения»[609]. Для полноты картины, настаивал он, нужно привлечь многомировую интерпретацию Эверетта. И Журеку, несмотря на то что он говорил в статье в Physics Today, пришлось согласиться: декогеренция сама по себе не дает полного решения проблемы. Гораздо яснее он высказывался на эту тему еще в своей первой статье по декогеренции, где он прямо написал, что декогеренция не дает ответа на вопрос «что вызывает коллапс комбинированной волновой функции системы – прибора – среды?»[610]. И все же взгляды Журека на многомировой вариант были не такими, как у Зеха, они скорее напоминали позицию его учителя Уилера. Как и он, Журек дипломатично пытался найти способ примирить эвереттовские миры с копенгагенской интерпретацией Бора, то есть добиться того, чего Уилер так и не добился своей неудачной поездкой в Копенгаген в 1956 году[611].

К сожалению, многие физики восприняли дипломатию Журека как знак того, что декогеренция некоторым образом подтверждает копенгагенскую интерпретацию. Для них декогеренция, как и сама копенгагенская интерпретация, была чем-то вроде магического заклинания, произнесение которого могло прогнать зловещий призрак проблемы измерения, а с ним и весь ореол странности, окружающий квантовую теорию. Экспериментальные исследования декогеренции в конце 1990-х только подливали масла в огонь: когда количественные предсказания декогеренции подтвердились, некоторые физики заключили из этого, что проблема измерения наконец-то похоронена. Жертвой этой ошибки в числе многих других стал и Филипп Андерсон – тот самый физик, который когда-то принял к публикации теорему Белла, по-видимому, просто неправильно поняв ее как опровержение бомовской теории волны-пилота. В 2001 году он утверждал, что «“декогеренция” <…> описывает тот же процесс, что раньше назывался “коллапсом волновой функции”. Эта концепция теперь экспериментально подтверждена прекрасно работающими методами получения атомных пучков – она дает полное количественное описание этого процесса»[612]. Непонимание Андерсоном природы декогеренции, как и непонимание им результата, полученного Беллом, было, разумеется, обусловлено не его низкой квалификацией как физика – в 1977 году Андерсон был удостоен Нобелевской премии за эпохальный вклад в физику твердого тела, он был и одним из создателей современной Стандартной модели физики элементарных частиц. Его ошибки были просто знаком времени: проблема основ квантовых принципов предстала перед физикой во всей своей сложности так внезапно, что даже лучшим из физиков оказалось не под силу разумно судить о ней, не являясь в ней специалистами. Предубеждения же, связанные с копенгагенскими представлениями, по-прежнему оставались настолько глубоко укорененными в сознании физиков, что те не в состоянии были даже осознать это. «“Новая ортодоксия” исходит из идеи, что недавние технические результаты по декогеренции, связанной с окружающей средой, подтверждают первоначальную копенгагенскую интерпретацию», – сетовал в 1997 году Джефф Баб, бывший студент Бома, занимавшийся философией квантовой физики. Он утверждал, «что со времен Эйнштейна и его сомнений по поводу копенгагенской интерпретации в этом вопросе не произошло никаких реальных подвижек. Она все еще остается “мягкой подушкой для истинно верующего”[613], хотя, возможно, теперь к ней добавилось порядочное количество нового особо приятного гусиного пуха».

Зех, со своей стороны, с самого начала беспокоился о таком исходе. «Я думаю, что настанет день, когда копенгагенскую интерпретацию назовут величайшим софизмом в истории науки, – писал он Уилеру в 1980 году, – но я считал бы ужасной несправедливостью, если бы – когда решение этой проблемы будет все-таки найдено – некоторые сказали “конечно, именно это Бор всегда и имел в виду”[614], только лишь потому, что он всегда выражался предельно туманно».

* * *

В период своей работы в Техасе Уилер тоже был среди тех, кто отстаивал новые идеи в области основ квантовых принципов. В 1980-х и 1990-х годах квантовые интерпретации росли как грибы после дождя: непрерывно появлялись новые многообещающие концепции, а также возрождались старые. Наиболее обильно новые интерпретации возникали на базе теории информации. Вдохновляемые успешными работами в области квантовых вычислений и криптографии, эти интерпретации предполагали сводить сложные проблемы основ квантовых принципов к фундаментальным теоретическим положениям компьютерной науки. Уилер был одним из первых идеологов этого подхода, суть которого он выразил известной формулой it from bit («все из бита»): выразить реальность, описываемую квантовой физикой, в терминах информации.

Теоретико-информационные интерпретации исходили из относительно простой логики: если волновая функция представляет собой информацию определенного вида, а не физический объект, то многие из головоломок квантовой физики как будто могут быть решены. В частности, объяснить проблему измерения становится гораздо проще, если волновая функция есть информация, ведь когда вы производите измерение, информация изменяется, стало быть, нет ничего удивительного в том, что, когда происходят измерения, кардинально изменяются волновые функции. Гораздо менее загадочными становятся с этой точки зрения эксперимент ЭПР и теорема Белла. Когда два фотона с запутанной поляризацией вылетают в противоположных направлениях и мы измеряем поляризацию одного из них, мы и в самом деле мгновенно узнаем и поляризацию второго – но в этом нет ровно ничего таинственного или нелокального, так же как нет ничего таинственного и нелокального в том, что вы можете мгновенно узнать, который час в Буэнос-Айресе, взглянув на часы в Пекине. А раз здесь нет никакой нелокальности, то больше нет и никакой загадки в том, почему нельзя воспользоваться явлением запутанности, чтобы передавать сигналы быстрее света.

Все это прекрасно, вот только совершенно неверно, как скажет вам любой сторонник теоретико-информационной квантовой интерпретации. Теорема Белла ясно показывает, что поляризации фотонов нельзя сравнивать ни с часами, ни с «носками Бертлмана». Если волновые функции представляют собой информацию, а не объекты как таковые, это должна быть информация довольно необычного вида. «Кому принадлежит эта информация? – вопрошал Джон Белл. – И информация о чем?» Чтобы решить проблему измерения, теоретико-информационная интерпретация должна была на эти вопросы ответить. Самыми непосредственными ответами в духе Копенгагена были: «эта информация принадлежит мне» и «эта информация о моих наблюдениях». Но, с точки зрения Белла, такие ответы были в корне неприемлемыми. В том, чтобы помещать в центре физики наблюдение, был явный привкус позитивизма, философии, которой Белл увлекался еще в студенческие годы и которую он тогда же отбросил, придя к заключению, что она прямиком ведет