Хук написал длинное письмо, пытаясь опровергнуть доводы Эйнштейна, но Эйнштейн потерял интерес к спору и не ответил. Поэтому Хук позвонил ему в Принстон. Трубку взяла Хелен Дукас. Ему как-то удалось пробиться через ее линию обороны и назначить встречу с Эйнштейном.
Эйнштейн сердечно принял Хука. Они вместе поднялись в его кабинет, Эйнштейн закурил трубку и говорил по-английски. Выслушав Хука, еще раз изложившего свое дело, Эйнштейн высказался сочувственно, но сказал, что считает успех этого предприятия маловероятным. “С моей точки зрения, – заявил он, – оба, и Сталин, и Троцкий, политические гангстеры”. Хук позднее говорил, что хотя он и не был согласен с Эйнштейном, но “воспринял его доводы”, особенно поскольку Эйнштейн подчеркнул, что “осознает, на что способны коммунисты”.
Эйнштейн проводил Хука на вокзал. На нем был старый свитер, носков не было. По дороге он объяснял, почему так зол на немцев. Они, сказал он, в поисках оружия, предназначенного коммунистам, устроили налет на его дом в Капутте, а конфисковать смогли только нож для резки хлеба. Как оказалось, одно его предчувствие сбылось. “Если и когда начнется война, – сказал Эйнштейн, – Гитлер осознает, какой вред нанес Германии, изгнав еврейских ученых”66.
Против течения. Лонг-Айленд, 1936 г.
Глава двадцатая
Квантовая перепутанность. 1935
“Призрачное действие на расстоянии”
Мысленные эксперименты, которыми, как гранатами, Эйнштейн забрасывал храм квантовой механики, мало повредили этому величественному сооружению. Они фактически помогали проверить эту теорию и позволили лучше понять полученные результаты. Но Эйнштейн продолжал сопротивляться. Он, словно фокусник, достающий из шляпы все новые предметы, раз за разом предлагал новые построения, с помощью которых надеялся показать, что существование неопределенностей, присущих интерпретации квантовой механики Нильса Бора, Вернера Гейзенберга, Макса Борна и их единомышленников, означает, что в их объяснении “реальности” нечто потеряно.
В 1933 году, как раз перед отъездом из Европы, Эйнштейн присутствовал на лекции Леона Розенфельда, склонного к философии бельгийского физика. Когда лекция закончилась, поднялся сидевший среди публики Эйнштейн. “Предположим, две частицы с одинаковыми очень большими импульсами двигаются в направлении друг к другу. Проходя через известную точку, они очень короткое время друг с другом взаимодействуют”, – начал он свое рассуждение. Пусть, когда частицы разлетятся достаточно далеко, наблюдатель измерит импульс одной из них. “Тогда, исходя из условий эксперимента, он, очевидно, сможет установить и импульс другой частицы, – сказал Эйнштейн. – Однако если он решит измерить координату первой частицы, то сможет сказать, где находится вторая частица”.
Поскольку эти две частицы находятся далеко друг от друга, Эйнштейн мог утверждать или по крайней мере предполагать, что “всякое возможное физическое взаимодействие между ними прекратилось”. После этого Эйнштейн задал вопрос Розенфельду, бросив в очередной раз вызов копенгагенской интерпретации квантовой механики. Вопрос звучал просто: “Каким образом можно повлиять на конечное состояние второй частицы, произведя измерение первой?”1
С годами Эйнштейн все больше склонялся к философии реализма. В его формулировке это была вера в “реальную, объективную картину” мира, существующую “независимо от наших наблюдений”2. С этой убежденностью было в какой-то мере связано и то, почему принцип неопределенности Гейзенберга, да и другие доктрины квантовой механики, определяющие реальность через наблюдения, вызывали беспокойство Эйнштейна. Задавая вопрос Розенфельду, он ссылался на другой принцип – принцип локальности
[88]
. Иначе говоря, если у нас есть две пространственно разделенные частицы, происходящее с одной из них не зависит от того, что происходит с другой. И никакие сигналы, силы или взаимодействия не могут передаваться от одной частицы к другой быстрее, чем со скоростью света.
Производя наблюдения над одной из частиц или, например, толкнув ее, обосновывал свои доводы Эйнштейн, нельзя мгновенно подтолкнуть или заставить отозваться другую частицу, находящуюся вдалеке от нее. Только распространение волны, или сигнала, или информации между системами может привести к тому, что действие, произведенное над одной системой, сможет повлиять на другую, расположенную вдалеке систему. И такой процесс должен подчиняться ограничениям, накладываемым конечностью скорости света. Это касается и гравитации. Если Солнце неожиданно исчезнет, то до того, как это событие повлияет на орбиту Земли, пройдет еще примерно восемь минут. Именно это время необходимо, чтобы со скоростью света изменение гравитационного поля достигло Земли.
Эйнштейн говорил: “Есть одна гипотеза, которой, по моему мнению, необходимо придерживаться неукоснительно: реальное фактическое состояние системы S2 не зависит от того, что происходит с пространственно отделенной от нее системой S1”3. Интуитивно это утверждение представлялось настолько правильным, что казалось очевидным. Но, как заметил Эйнштейн, это “гипотеза”, которая никогда не была доказана.
Для Эйнштейна взаимосвязанные реализм и локальность были основами физики. Своему другу Максу Борну он сформулировал это в одной из своих чеканных, незабываемых фраз: “Физика должна изображать реальность в пространстве и во времени и быть свободной от призрачного действия на расстоянии”4.
Поселившись в Принстоне, Эйнштейн начал совершенствовать мысленный эксперимент, о котором он говорил. Вальтер Майер, его закадычный друг, оказался не столь лоялен по отношению к Эйнштейну, как тот к нему, и отошел от переднего края борьбы с квантовой механикой. Поэтому Эйнштейн привлек на свою сторону нового сотрудника Института, двадцатишестилетнего Натана Розена, и Бориса Подольского – сорокадевятилетнего физика, перешедшего в Институт из Калтеха, где Эйнштейн с ним и познакомился.
Результатом такого сотрудничества стала четырехстраничная статья, опубликованная в мае 1935 года. Эту работу, самую важную из написанных Эйнштейном после переезда в Америку, по первым буквам фамилий авторов называют “статья ЭПР”. “Можно ли считать, что квантово-механическое описание реальности является полным?” – спрашивают авторы в заголовке статьи
[89]
.
