Главный вопрос состоит в разделимости: являются ли скоррелированные квантовые объекты раздельными, когда между ними нет никакого локального взаимодействия, как это, несомненно, обстоит с объектами, подчиняющимися классической физике?

Почему результат ЭПР считается парадоксом? Эйнштейнианский принцип разделимости составляет неотъемлемую часть философии материального реализма, которую Эйнштейн защищал до конца своей жизни. Эта философия считает физические объекты реальными и независимыми друг от друга и от их измерения или наблюдения (доктрина строгой объективности). Однако в квантовой механике трудно поддерживать идею реальности физических объектов, независимой от измерений, которые мы на них проводим. Таким образом, Эйнштейном двигало желание дискредитировать квантовую механику и восстановить материальный реализм в качестве основной философии физики. Парадокс ЭПР утверждает, что мы должны выбирать между локальностью (или разделимостью) и полнотой квантовой механики, а это означает отсутствие какого бы то ни было выбора, поскольку разделимость обязательна.

Но так ли это? Ответ звучит громким «нет!», ибо на самом деле разрешение парадокса ЭПР состоит в признании полной неразделимости квантовых объектов. Измерение одного из двух скоррелированных объектов воздействует на второй. По существу в этом и состоял ответ Бора Эйнштейну, Подольскому и Розену. Когда один объект (Джо) из скоррелированной пары схлопывается в состояние импульса p J, волновая функция другого (Мо) тоже схлопывается (в состояние импульса Р — p J), и мы больше ничего не можем говорить о положении Мо. А когда Джо схлопывается в результате измерения положения в x J, волновая функция Мо тоже немедленно схлопывается, соответствуя положению x J — X,и мы больше ничего не можем говорить о его импульсе. Коллапс нелокален, точно так же, как корреляция нелокальна. В ЭПР скоррелированные объекты имеют нелокальную онтологическую связь, или неразделимость, и оказывают друг на друга мгновенное, не опосредуемое сигналами влияние — как бы ни трудно было в это поверить с точки зрения материального реализма- Разделимость — это результат коллапса. Только после коллапса имеются независимые объекты. Таким образом, парадокс ЭПР заставляет нас признавать, что квантовая реальность должна быть нелокальной реальностью. Иными словами, квантовые объекты следует представлять себе как объекты в потенции, определяющие нелокальную сферу реальности, которая превосходит локальное пространство-время и, потому, находится вне юрисдикции установленных Эйнштейном пределов скорости.

Хотя Бор понимал неразделимость, он неохотно говорил о квантовой метафизике. Например, он не слишком точно определял, что имел в виду под измерением. С полностью идеалистической точки зрения мы говорим, что измерение всегда означает наблюдение сознательным наблюдателем в присутствии осознания [38] . Таким образом, урок парадокса ЭПР, по-видимому, состоит в том, что скоррелированной квантовой системе присуще свойство определенной неразрывной целостности, включающей в себя наблюдающее сознание. Подобная система обладает врожденной целостностью, которая носит нелокальный характер и превосходит пространство.

Прежде чем следовать этому направлению мысли, мы должны признать, что с чисто экспериментальной точки зрения трудно обосновать корреляцию двух электронов так, как это требуется для разрешения парадокса ЭПР. Действительно ли волновая функция Мо схлопывается, когда мы наблюдаем Джо на расстоянии, когда они не взаимодействуют? Дэвид Бом — инициатор расшифровки послания новой физики — думал о весьма практическом способе коррелирования электронов, таком, который мы можем использовать для экспериментального подтверждения нелокальности коллапса.

Электрон обладает свойством, именуемым спином, которое может иметь два дискретных значения. Думайте о спине как о стрелке на электроне, которая указывает вниз или вверх. Бом предполагал, что в определенных обстоятельствах мы можем заставить два электрона сталкиваться друг с другом таким образом, чтобы после столкновения они были бы скоррелированы в том отношении, что стрелки их спинов указывали бы в противоположные стороны. В этом случае говорят, что оба электрона находятся в «синглетном» состоянии, или скоррелированы по своей поляризации.

Ален Аспект использовал синглетный тип корреляции между двумя фотонами для доказательства наличия не опосредуемого сигналами влияния, действующего между двумя скоррелированными квантовыми объектами. Он подтвердил, что измерение одного фотона воздействует на поляризационно-скоррелированный с ним другой фотон без всякого обмена локальными сигналами между ними.

Представьте себе следующую экспериментальную обстановку: атомный источник испускает пары фотонов, и два фотона каждой пары движутся в противоположных направлениях. Каждая пара фотонов скоррелирована по поляризации — оси их поляризации лежат на одной линии. Таким образом, если вы видите один фотон через поляризующие очки с вертикальной осью поляризации (как их обычно носят), то ваш друг, находящийся на расстоянии по другую сторону от атомного источника, будет видеть второй скоррелированный фотон, только если он тоже носит поляризующие очки с вертикальной осью. Если он наклонит голову так, что ось поляризации его очков станет горизонтальной, то не сможет видеть свой фотон. Если он наклонит голову так, что это позволит ему видеть его фотон, то вы не будете способны видеть второй фотон скоррелированной пары, так как ось поляризации ваших очков не соответствует оси поляризации очков вашего друга.

Разумеется, сами лучи фотонов не поляризованы. Они не имеют конкретной поляризации, пока вы не наблюдаете их с помощью поляризующих очков; все направления лучей имеют одинаковую вероятность проявления. Каждый фотон представляет собой когерентную суперпозицию поляризаций «вдоль» и «поперек» каждого направления; именно наше наблюдение схлопывает фотон с определенной поляризацией — продольной или поперечной. В длинном ряду коллапсов будет столько же коллапсов с так называемой продольной поляризацией, сколько и с поперечной.

Предположим, что вначале оси поляризации очков у вас обоих вертикальны, так что каждый из вас может видеть один из скоррелированных фотонов (рис. 30); но затем вы внезапно наклоняете голову, так что ось поляризации ваших очков становится не вертикальной, а горизонтальной. Своим действием (поскольку вы видите фотон, только если он поляризован горизонтально) вы заставили фотон, который вы видите, принять горизонтальную поляризацию. Однако, как ни странно, ваш друг больше не видит второй фотон пары, если только одновременно не перевернет свои очки, поскольку этот скоррелированный фотон тоже принял горизонтальную поляризацию в результате вашего действия. Это нелокальный коллапс, не так ли?