Квантовая теория и раскол в физике - Поппер Карл Раймунд - Страница 8

представляется, в глубоком конфликте с биологией и теорией эволюции.

Поэтому, до того как отвергнуть локальность, нам кроме указанных не-

давних экспериментов, которые, кстати, вызывают много вопросов, предстоит

еще многое сделать. И подчеркнем снова, что их результаты вопреки многочис-

ленным утверждениям не входят в противоречие с реализмом. За истекшие ше-

стьдесят лет не без влияния махизма философы и физики слишком часто спе-

шили поверить идеализму. Одна из задач настоящего тома Постскриптума –

постараться проанализировать многие из прошлых аргументов в пользу идеа-

лизма, которые многие физики считают просто само собой разумеющимися, и

показать их ошибочность.

IX

Мне хотелось бы предложить простой эксперимент, который можно рас-

сматривать как обобщение аргумента Эйнштейна, Подольского и Розена [29].

ЭПР "мысленный эксперимент", в том виде как он был первоначально сформу-

27

лирован, – всего лишь аргумент, а не реальный эксперимент. Я хочу предло-

жить решающий эксперимент, позволяющий проверить, достаточно ли только

познавания, чтобы возникла "неопределенность", а вместе с нею (как предпола-

гает копенгагенская интерпретация) рассеяние значений сопряженных величин, или же за это рассеяние ответственна именно физическая ситуация.

У нас есть источник, скажем, позитроний, который испускает в противо-

положенных направлениях пары провзаимодействовавших частиц. Рассмотрим

пары частиц, движущихся вдоль положительной и отрицательной осей к двум

экранам со щелями A и B, ширину каждой из которых можно регулировать

(рис. 2). Позади щелей по обе стороны расположены наборы счетчиков Гейгера, образующие полуокружности.

Допустим, что интенсивность излучения испускаемых частиц очень низ-

ка, так что очень высока вероятность того, что две частицы, которые действи-

тельно прореагировали до испускания, будут зарегистрированы слева и справа

одновременно.

Те из частиц, которые прошли сквозь щели A и B будут регистрироваться

счетчиками Гейгера. Причем наши счетчики – счетчики совпадений: они связа-

ны таким образом, что регистрируют лишь те частицы, которые одновременно

проходят через A и B. Тем самым почти достоверно, что подсчитываются толь-

ко пары провзаимодействовавших друг с другом частиц.

28

Теперь, делая щели A и B шире или уже, проверим гейзенберговский раз-

брос для обоих пучков частиц (движущихся направо и налево). Если щели су-

жаются, то начинают работать счетчики, расположенные выше и ниже по от-

ношению к щелям. То, что эти счетчики "вступили в игру", означает расшире-

ние угла рассеяния при сужении щелей в соответствии с гейзенберговскими со-

отношениями.

Сделаем щель A очень узкой, а щель B очень широкой. Согласно ЭПР ар-

гументу, мы измерили qy для обеих частиц (одна проходит через A, а вторая че-

рез B) с одинаковой точностью ∆qy щели A, поскольку мы теперь можем при-

близительно с той же самой точностью рассчитать координату y частицы, кото-

рая проходит через B, хотя эта щель гораздо шире. Мы достигли таким образом

достаточно точного "знания" координаты qy этой частицы – косвенно измерили

координату этой частицы по оси y. И поскольку, согласно копенгагенской ин-

терпретации эта координата – наше знание, описываемое теорией и особенно

соотношениями Гейзенберга, мы ожидаем, что импульс py пучка, приходящего

через B , имеет такой же разброс значений, что и у пучка, проходящего через

щель A, хотя она намного уже, чем щель B.

Однако рассеяние может быть, в принципе, проверено посредством уста-

новленных счетчиков. Если копенгагенская интерпретация верна, то такие

счетчики, находящиеся за B и показывающие широкое рассеяние (и узкую

щель), должны теперь подсчитывать совпадения: речь идет о счетчиках, кото-

рые до того, как щель A была сужена, не считали каких-либо частиц.

Подведем итог: если копенгагенская интерпретация верна, то любое воз-

растание точности просто нашего знания координаты qy частиц, движущихся

направо, должно увеличить их рассеяние, причем это предсказание должно

быть проверяемым.

Я склонен предположить, что проверка покажет против копенгагенской

интерпретации. Хотя отсюда будет следовать, что тезис Гейзенберга о том, что

его формула применима ко всем видам косвенных измерений (тезис, который

приверженцы копенгагенской интерпретации – такие как фон Нейман – твердо

29

считают частью квантовой механики), подорван, сама квантовая механика (на-

пример, формализм Шредингера) останется в неприкосновенности.

Какой же будет координата, если наш эксперимент (вопреки моему ожи-

данию) подтвердит копенгагенскую интерпретацию, т.е. если частицы, чьи ко-

ординаты по оси y косвенно измерены в B, обнаружат возросшее рассеяние?

Это могло бы интерпретироваться как указание на действие на расстоя-

нии, и если так, то нам придется отказаться от эйнштейновской интерпретации

специальной теории относительности, т.е. вернуться к интерпретации Лоренца, а вместе с нею к ньютоновскому абсолютному пространству и времени. Мы не

должны в таком случае отказываться от какой-либо формулы специальной тео-

рии относительности, ибо специальная относительность – интерпретация фор-

мализма, и тот же самый формализм может интерпретироваться либо как спе-

циальная теория относительности, либо как лоренцевское представление, со-

гласно которому существуют абсолютные пространство и время, которые, од-

нако, по причинам, зафиксированным в формализме, не могут быть обнаруже-

ны. Что же касается эйнштейновской интерпретации специальной теории отно-

сительности, то она утверждает, что одновременность не имеет абсолютного

смысла, что если нет какого-либо способа обнаружить абсолютное пространст-

во и время – когда это обнаружение действительно исключено формализмом, то

не следует и допускать их существование.

В свое время, конечно, лоренцевская приверженность покоящемуся эфи-

ру и ньютоновскому абсолютному пространству и времени выглядела несколь-

ко скандальной, а релятивистская интерпретация того же формализма была

простой, элегантной и убедительной. С моей точки зрения, решающим аргу-

ментом в пользу эйнштейновской теории было то, что она показала возмож-

ность замены ньютоновской теории (которая была более успешна, чем какая-

либо другая теория из когда-либо предлагавшихся теорий) альтернативной тео-

рией с более широкой областью приложения, и так относящейся к ньютонов-

ской теории, а также что каждый успех последней будет успехом и альтерна-

тивной теории, которая при этом корректирует и некоторые результаты ньюто-

30

новской теории. Указанное логическое отношение между этими двумя теория-

ми, на мой взгляд, более существенно, нежели то, какая из них является луч-

шим приближением к истине.

Бор был, конечно же, страстным почитателем специальной теории отно-

сительности. Он, как и почти всякий в то время, хотел бы избежать ее опровер-

жения. Если было бы показано, что такое опровержение необходимо, чтобы

защитить квантовую механику, то это даже для Бора, по-видимому, означало

бы, что квантовая механика опровергнута. Так что специальная теория относи-

тельности определила в какой-то степени тот стандарт, которому квантовая ме-