Дело о дряхлости Эйнштейна раскрыто

Когда приходится смотреть на реальность с субатомной точки зрения, многие физики оказываются точно в такой же темноте, как и любой человек с улицы. «Даже великие скажут вам, что никто не понимает квантовую механику, хотя мы пользуемся ею каждый день», — подчёркивает профессор философии Стэнфордского университета (США) Томас Рикман.

Самые разные устройства, от самолётов до ноутбуков, основаны на уравнениях квантовой механики. Однако г-н Рикман называет эту фундаментальную науку чёрным ящиком: «Вы вводите в него информацию, поворачиваете ручку и получаете сведения, которые совпадают с тем, что вы наблюдаете во время лабораторных экспериментов. Но что происходит в этом чёрном ящике? Даже лучшие умы не в курсе».

Сам факт существования нескольких интерпретаций квантовой механики (причём все они далеки от совершенства) говорит о том, что эмпирически наиболее успешная теория за всю историю науки до сих пор остаётся непонятой. Поэтому г-н Рикман предлагает взглянуть на неё сквозь философские очки: «Грамотные и образованные философы могли бы не только помочь физикам разобраться в этом вопросе, но и расширить поле возможностей науки».

Профессор, внимательно изучивший историю науки, указывает на то, что определённые возможности интерпретации оказались на обочине физики или даже были напрочь забыты. По его мнению, некоторые из них вполне заслуживают того, чтобы их достали и заново рассмотрели. Возможно, это приведёт к новым открытиям.

И в их числе утверждение Альберта Эйнштейна о том, что квантовая теория неполна и что возможно иное, более подробное, что ли, математическое описание действительности. «Но, поскольку его взгляды расходились с общепринятой точкой зрения, большинство физиков приняло неортодоксальность Эйнштейна за проявление старческого слабоумия», — отмечает г-н Рикман.

В 1935 году Эйнштейн показал, что, если квантовую механику довести до логического завершения, придётся постулировать возможность «запутанности» между некогда провзаимодействовавшими частицами, хотя на тот момент они могут находиться на разных концах космоса. Он назвал это явление «жутким взаимодействием»: измерив свойство одной частицы, мы получим данные о свойствах другой, и неважно, какие расстояния их разделяют.

Эйнштейн отказался признавать, что мир может быть настолько странным, и окончательно убедился, что квантовой механике чего-то не хватает. Но разве можно было делать подобные заявления в адрес теории, чрезвычайно успешной с эмпирической точки зрения? И знаменитый биограф Эйнштейна Абрахам Пайс заключил, что после 1925 года великий учёный «поплыл». Это мнение утвердилось в истории физики, несмотря на то что гений прожил ещё 30 лет и до последнего вздоха работал на переднем крае науки.

По мнению г-на Рикмана, повторилась старая история: от того, кто шёл на шаг впереди и был непонятен, решили просто отмахнуться.

Но в 1960-х физик Джон Стюарт Белл напомнил миру эйнштейновскую критику и предъявил доказательства правоты великого учёного. Действительно, квантовый формализм описывает реальность, не очень похожую на ту, с которой мы сталкиваемся на ежедневной основе. А в 1980-х годах появилась возможность экспериментально разобраться в этом вопросе, и было доказано, что мир квантовых частиц действительно «запутан».

Таким образом, критикуя господствующую парадигму, Эйнштейн, по сути, оказался первым, кто обратил внимание на весьма необычные следствия её математического аппарата. Он не смог их принять, природа оказалась совсем не такой, какой представлял её учёный, и тем не менее...

То, что, по мысли Эйнштейна, опровергало квантовую механику, в действительности её, наоборот, оправдало. Но заслуга в этом не тех, кто смеялся над гением, а самого гения. Нашлись люди, которые не стали отмахиваться от человека, критиковавшего общепринятое, а задумались над тем, почему он так говорит. И вот результат: Эйнштейн ненароком открыл квантовое запутывание, которое со временем распахнуло двери новым областям теории квантовой информации, в том числе квантовым вычислениям и квантовой криптографии, а также привело к созданию атомных часов — самых точных в истории.

Почему же именно Эйнштейн увидел то, чего не видели другие? Отчасти, по мнению г-на Рикмана, это связано с тем, что физик прекрасно знал классическую и современную философию, а также общался с крупнейшими философами своего времени. Его несогласие с квантовой теорией базировалось на уверенности в том, что полное описание физической действительности возможно, если продолжать идти по пути, который привёл его в 1915 году к величайшему успеху в жизни — релятивистской теории гравитации. Его не устраивало, что теория объясняет наблюдаемые явления, ему надо было довести теорию до логического конца, продолжить её далеко за пределы возможностей человеческого аппарата восприятия и доступного на данный момент оборудования.

Труды Эйнштейна совершенно перевернули представления о пространстве и времени, шедшие от Ньютона, причём таким образом, который отстаивал немецкий философ и математик Готфрид Лейбниц. В общей теории относительности пространство-время становится участником событий во Вселенной, оно больше не бездеятельная декорация, на фоне которой разворачиваются физические взаимодействия.

Анализ глубинных оснований квантовой механики сегодня проводится редко, жалуется г-н Рикман. Считается, что подрывать основы успешной теории и вредно, и бесполезно. Однако такие исследования нужны прежде всего для того, чтобы понять, куда может привести квантовая механика за пределами обывательского понимания реальности и доступных на сегодня практических приложений теории. Возможно, нынешнее поколение просто опасается мира, в котором кошка может оказаться одновременно живой и мёртвой, где привычные предметы перестают быть твёрдыми и непроницаемыми, а траектория движения — прямолинейной. Ужасно оказаться в мире Демокрита, где нет ничего, кроме «атомов и пустоты». Это тот самый кьеркегоровский Angst, с которым был так хорошо знаком и которого уже не боялся Нильс Бор...

Подготовлено по материалам Стэнфордского университета.