Квантовая теория и раскол в физике - Поппер Карл Раймунд - Страница 8
- Предыдущая
- 8/13
- Следующая
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-
- Предыдущая
- 8/13
- Следующая