“В 1964 году ирландский физик Джон Стюарт Белл написал статью, которую поначалу

Может, фотоны как-то «знали» заранее, что их будут измерять именно так? Скептики работали усердно. Ален Аспе из Парижского университета провёл серию экспериментов, которые закрыли главные лазейки. Самое важное: он менял ориентацию детекторов уже после того, как фотоны вылетели навстречу друг другу. Частицы физически не могли «знать» заранее, в каком направлении их будут измерять. Неравенство Белла снова нарушено. С большим статистическим запасом. Это был серьёзный удар по скрытым параметрам. Но дотошные физики нашли ещё лазейки. Группы Антона Цайлингера в Инсбруке и Иннсбруке в конце 1990-х закрыли ещё одну лазейку - так называемую «лазейку локальности». Они разнесли детекторы на достаточно большое расстояние, чтобы даже световой сигнал не успел пройти от одного к другому за время измерения. Нарушение неравенства Белла сохранилось. Лазейки закрывались одна за другой, но каждый раз находилась ещё одна. Физическое сообщество напоминало детективную историю, где подозреваемые заканчиваются, а преступление всё равно совершено. В 2015 году вышли три независимых эксперимента, которые вместе закрыли все основные лазейки одновременно. Группа Рональда Хансона в Делфте разнесла детекторы на 1,3 километра и одновременно закрыла и лазейку локальности, и лазейку детектирования - в первый раз в одном эксперименте сразу. Группа в NIST (США) и группа в Вене провели аналогичные эксперименты с другой технической реализацией. Все три получили одно и то же: неравенство Белла нарушено.

Достоверность - за пределами любых разумных статистических сомнений. В 2022 году Ален Аспе, Джон Клозер и Антон Цайлингер получили Нобелевскую премию по физике именно за эти эксперименты. Комитет сформулировал так: «за эксперименты с запутанными фотонами, установление нарушений неравенств Белла и пионерские работы в области квантовой информации». Спор с Эйнштейном закрыт. Он проиграл. Что именно доказано. Здесь важно быть точным, потому что популярные пересказы часто залезают в дебри, откуда потом сложно выбраться. Доказано следующее: у квантово-запутанных частиц нет заранее определённых локальных скрытых параметров. Иначе говоря - их измеримые свойства не были определены до измерения и не могут объясняться никакой локальной договорённостью, установленной в момент создания пары. Корреляции между результатами измерений на разных частицах сильнее, чем может обеспечить любая локальная реалистическая теория. Мир нелокален в следующем смысле: две запутанные частицы, разнесённые в пространстве, продолжают быть единой системой. Измерение одной мгновенно сказывается на состоянии другой - вне зависимости от расстояния между ними. Расстояние в данном случае, судя по всему, просто нерелевантная характеристика. При этом - и это важно - передачи информации со сверхсветовой скоростью не происходит. Нельзя воспользоваться квантовой запутанностью, чтобы отправить сигнал быстрее света.

Результаты измерений с каждой стороны выглядят случайными; корреляция между ними обнаруживается только когда вы потом сравниваете данные по обычным каналам связи. Это примиряет квантовую нелокальность со специальной теорией относительности - но делает картину мира ещё более странной. Чтобы понять, насколько это странно, полезно вернуться к тому, что мы называем «здравым смыслом» в физике. Здравый смысл говорит: каждый объект находится в определённом месте, имеет определённые свойства, и влиять на него можно только через локальные взаимодействия - то есть через что-то, что физически добралось до него из соседнего места. Это называется локальным реализмом. Он работает прекрасно для всего, с чем мы сталкиваемся в повседневной жизни. Эксперименты Белла показали: на квантовом уровне локальный реализм ложен. Выбирать нужно что-то одно: либо отказаться от локальности (частицы могут мгновенно влиять друг на друга через любое расстояние), либо от реализма (у частиц нет определённых свойств до измерения), либо от обоих. Большинство физиков выбирают вариант «оба» - и живут с этим. Квантовая механика работает с фантастической точностью; она описывает реальность лучше любой другой теории в истории науки. Просто реальность, которую она описывает, выглядит не так, как мы привыкли думать.

После Белла стало ясно: что-то в нашей картине мира принципиально неверно. Физики ответили на это несколькими способами, ни один из которых нельзя назвать вполне удовлетворительным. Напомню:
Копенгагенская интерпретация говорит: не спрашивайте, что происходит между измерениями. Квантовая механика описывает результаты наблюдений - и это всё, что от неё требуется. Реальность до измерения - бессмысленный вопрос. Это прагматично и работает. Но оставляет ощущение, что кто-то просто закрыл дверь перед носом у философа. Многомировая интерпретация Эверетта говорит: при каждом измерении реализуются все возможные результаты - в разных ветвях вселенной. Нелокальности нет, потому что запутанность - это просто корреляция между ветвями. Математически это чисто. Онтологически - вы умножаете количество вселенных до бесчисленного множества, и никто не знает, как это проверить. Интерпретация де Бройля-Бома (пилотная волна) возвращает детерминизм и реализм, но ценой явной нелокальности: существует нелокальное квантовое поле, которое мгновенно связывает запутанные частицы. Математически эквивалентна стандартной квантовой механике. Психологически - признаёт нелокальность явно и перестаёт её скрывать. Все три интерпретации дают одинаковые предсказания. Различить их экспериментально пока не удаётся. Это само по себе удивительно. Вот здесь начинается территория, где нужно ходить осторожно.

Потому что от квантовой нелокальности до теорий сознания - несколько больших шагов, и каждый из них можно сделать неаккуратно. Осторожно и по порядку. Первое: в стандартной квантовой механике измерение играет особую роль. Именно в момент измерения волновая функция «схлопывается» из суперпозиции в определённое состояние. Что считать «измерением» - технически определённо (взаимодействие квантовой системы с макроскопической системой), но философски открыто. В 1930-е годы физики - в частности, Джон фон Нейман и Юджин Вигнер - заметили, что формально цепочку «схлопывания» волновой функции можно продолжать бесконечно, добавляя всё новые системы. Детектор запутывается с частицей. Усилитель - с детектором. Компьютер - с усилителем. И так далее. Где цепочка обрывается? Вигнер предположил: там, где появляется сознательный наблюдатель. Это радикально и неудобно, но формально не противоречит математике квантовой механики - по крайней мере, в её копенгагенской версии. Большинство современных физиков от «роли сознания» отмахиваются: декогеренция объясняет классическое поведение макрообъектов без всякого сознания. Но декогеренция объясняет, почему мы не видим квантовых суперпозиций - она не объясняет, почему мы вообще что-то видим и переживаем. Второе: нелокальность квантовой запутанности показывает, что пространственная разделённость - не абсолютное свойство реальности. Две частицы могут быть разделены в пространстве, но оставаться одной системой.