Современная физика сильно портит малину восприятия, которая была присуща всем ранним работам по описанию мира. С каждым новым этапом развития физической науки появлялось что-нибудь, что ломает уже, казалось бы, сложившуюся картину мира.
Мы сейчас не будем досконально разбирать всю историю развития физики. Сконцентрируемся на известном парадоксе Эйнштейна–Подольского–Розена, который изначально был ориентирован на демонстрацию несовершенства квантовой механики, а стал скорее подтверждением очередного провала классической физики.
Эйнштейн за здравый смысл
Удивительно, но дедушка Эйнштейн, который сам уничтожил своими работами с теорией относительности всю раннюю физику, наступил в ту же кучу. Как и сторонники объективности, он стал яро защищать факт некоторой разумности и утверждал, что квантовая механика как минимум не доработана, а следовательно - её нужно или тщательно изучать, или признать фантазиями.
В своих рассуждениях он схлестнулся с Нильсом Бором. Бор утверждал, что физика не может быть определена и следует ориентироваться не на складные модели, а на любой наблюдаемый, даже якобы антинаучный, факт. В последствии противостояние Эйнштейна и Бора вылилось в неравенство Белла, мы ещё вернемся к нему позже. Сейчас же обсудим парадокс.
Суть парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена
Эйнштейн со своими единомышленниками предложил интересный мысленный эксперимент, который должен был показать, что квантовая механика в том виде, какая она есть, работать и существовать не может. Обратите внимание, что я не в полном объеме описываю сам парадокс, а стараюсь извлечь его суть. На практике там имели место дополнительные манипуляции с частицами.
Логика эксперимента построена на квантовой запутанности. Это такое явление из квантовой физики, которое обозначает, что одна частица может быть связана с другой и будет копировать изменение состояние исходной частицы. При описании квантовой запутанности часто можно прочесть фразу: информация о состоянии от частицы другой частице передаётся мгновенно. Настолько мгновенно, что это быстрее скорости света.
Догадываетесь, к чему всё идёт? Верно, Эйнштейн со своими "помощниками" не мог допустить факт того, что какой-либо процесс протекает быстрее скорости света. Ведь это главный специалист по скоростям света и относительности.
Поскольку факт квантовой запутанности на тот момент уже был сугубо научным, то проблему могла объяснить только возможность измерить у второй исследуемой частицы в запутанности сразу два параметра - координату и импульс. Это, в свою очередь, противоречило принципу неопределённости и ломало на корню квантовую физику.
Если же законы квантовой механики в данном случае не нарушаются, то измерение импульса одной частицы равносильно измерению импульса второй частицы. Однако это принципу причинности. Ведь мы исходим из того, что сначала было изменено состояние одной частицы, а после этого по квантовой запутанности последовало изменение второй.
Ну или есть ещё один вариант - наличие полноценного близнеца у частицы. Что, применительно к частицам, не столь и странно, но вот относительно более крупных объектов звучит занятно. Но и вопрос связанности тогда ещё более сложен.
Так есть ли в итоге объективность?
Касательно объективности физической картины мира Нильс Бор мог только разводить руками. Он вполне спокойно принимал возможность того, что всё начинается с вероятности. Объективная физическая реальность была под угрозой. Оставалось найти некоторый баланс между вероятностной и объективной картиной мира.
Удивительно, но победила именно вероятностная модель Бора. Вопрос парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена настолько сильно заинтересовал всех ученых, что надолго завис в стадии изучения.
Чуть выше я уже упоминал неравенство Белла. В 1960-е годы физик Джон Белл из швейцарского ЦЕРНа, размышляя над парадоксом, записал его математическую форму в виде неравенства. Это неравенство вошло в историю как неравенство Белла.
Из неравенства следовало, что если удастся подтвердить экспериментально справедливости записанного выражения, то Эйнштейн со своим объективном миром окажется прав, а если не получится, то правильно говорит Нильса Бор, опираясь только лишь на вероятностную физику.
В 1982 году, благодаря тому, что исследовательская база технически совершенствовалось и появилась возможность проверить неравенство в эксперименте, выяснилось - Эйнштейн ошибался. Объективной физики в микромире, увы, не существует.
Эксперимент провел Ален Аспе. Вы можете запомнить его как человека, который подтвердил необъективность. Вот только что интересно...Факт выполнения обозначенных закономерностей был подтвержден, как вероятностная модель, но возможность одновременно определить импульс частицы и её положение всё равно осталась по логике парадокса. Следовательно, Эйнштейн был этак точно прав хотя бы в одном - квантовая физика не является исчерпывающей сегодня и требует доработки.
Пожалуйста, подпишитесь, лайкните материал и обязательно возвращайтесь за новым контентом на проект! Возврат подписчика сейчас очень важен для канала, а новые материалы выходят у меня регулярно!
Не забывайте читать новые статьи на сайте проекта