Спор бора и эйнштейна кратко
Обновлено: 07.07.2024
"В квантовом мире действует так называемый принцип моногамности. Он выражается в том, что если у нас есть два идеально запутанных объекта, то они оба не могут иметь столь же сильные "незримые связи" с любыми другими объектами окружающего мира, как друг с другом."
"За последние годы физики выполнили бесчисленное множество проверок неравенств Белла и парадокса Эйнштена — Подольски — Розена, которые полностью исключают возможность того, что поведением объектов на квантовом уровне могут управлять какие-то скрытые переменные или другие вещи, выходящие за рамки классической квантовой теории."
Никому не кажется, что два процитированных текста противоречат друг другу?
В первом тексте признаётся, что есть и другие "незримые связи" между, например, парой запутанных фотонов и "любыми другими объектами окружающего мира". Пусть они "не столь же сильные", как связь между двумя запутанными фотонами, но они есть. Значит, "любые другие объекты" могут через эти менее сильные связи "управлять поведением объектов на квантовом уровне". То есть они могут быть теми самыми "скрытыми переменными" (параметрами), влияющими на поведение запутанных частиц. Однако их существование якобы исключается проверками неравенства Белла, о чём сообщает второй текст.
Суть спора Эйнштейна с Бором была в том, что первый отвергал "чудовищное дальнодействие" запутанных частиц и считал, что их противоположные спины однажды были определены некими скрытыми переменными, параметрами, силами, действующими вблизи (локально) на частицы в момент образования их запутанности. И дальше эти частицы сохраняют свои спины, как бы далеко они не разлетались. Измеряя одну из них, узнавая её спин, мы по принципу дополнительности (до нулевого спина их пары) узнаём и спин запутанной с ней частицы. Для такой корреляции спинов запутанным частицам не нужна мгновенная связь. Заранее рассчитать спины квантовая физика не может из-за незнания ею скрытых параметров, и поэтому при измерении частиц всегда выявляются случайные значения спинов.
Однако Бор утверждал, что спины запутанных частиц изначально не определены, никакие скрытые параметры их однозначно не устанавливают, что частицы пребывают в состоянии суперпозиции - одновременно в двух противоположных по значению спинах. Измерение первой частицы выводит её из суперпозиции и всегда даёт случайное значение её спина, а спин второй частицы, выходящей при этом из суперпозиции, принимает противоположное значение. То есть для обеспечения такой корреляции спинов запутанных частиц между ними должно быть "чудовищное дальнодействие" - мгновенная связь.
Был придуман эксперимент, чтобы определить, каким образом коррелируют спины запутанных фотонов - по Эйнштейну или по Бору. Та и другая корреляция, согласно теореме Белла, давала разную статистистику результатов эксперимента. Его проведение показало - Бор прав.
Но по-моему, если копнуть по-глубже, то прав лишь частично. Скрытые параметры или переменные существуют, но они задают не эйнштейновские изначальные спины фотонов, а боровскую суперпозицию спинов, существующую до момента измерения одного из фотонов. Ведь если есть мгновенная (информационная) связь между запутанными фотонами, то есть и "не столь же сильные связи" между ними и "любыми другими объектами окружающего мира". Созданная нами запутанность двух фотонов не отменяет их всей прошлой запутанности с другими фотонами Вселенной. Они и вызывают сверхбыструю смену спинов у нашей пары, что воспринимается как суперпозиция. И какой бы фотон из пары не сменил свой спин по внешним причинам, это тут же становится внутренней причиной для смены спина у запутанного с ним фотона. В итоге оба фотона пребывают в суперпозиции, пока не будет определён измерением спин одного из них. Измеряемый фотон поглощается мишенью и выпадает из запутанности с остальными фотонами Вселенной.
Вистории культуры уникальной считается дискуссия знаменитых физиков Бора и Эйнштейна. Эта необыкновенная дискуссия продолжалась в течение нескольких десятилетий. Она принимала то драматический, то юмористический характер. Спор то велся порой по-академически спокойно, то вдруг происходил взрыв, как на дуэли. Полемизировать приходилось и на расстоянии, и при встрече друг с другом, устно и письменно.
Поводом для полемики послужили создание квантовой механики и связанный с этим революционный переворот во взглядах на окружающий мир. Эта дискуссия вызвала огромный интерес в научном мире. За ней внимательно следили, принимали в ней участие известные исследователи, ближайшие соратники Бора и Эйнштейна, в том числе крупные ученые нашей страны.
В этом великом споре в соответствии с традиционной формой публичного диспута был даже свой секундант – выдающийся голландский физик Пауль Эренфест. Он помогал организовывать встречи между обоими учеными, вел с ними переписку, стимулировал их к активной деятельности, что сыграло большую роль в формировании взаимоотношений между Бором и Эйнштейном.
Сошлемся на один документ – выдержку из письма Эренфеста обоим диспутантам (12 сентября 1931 года):
. Мне особенно приятно видеть, что Бор может совершенно отчетливо убедиться, в какой степени, ты, Эйнштейн, знаешь и понимаешь его идеи и стремления и, вместе с тем, считаешь правильными его дальнейшие исследования. Я очень хорошо знаю, Эйнштейн, что такого рода пропаганда не оставляет никаких следов в твоей душе и что ты в еще меньшей степени нуждаешься в побуждении для подобной дискуссии. Для меня же исключительно важно иметь возможность точно установить те пределы, в которых вы оба вынуждены думать согласно и начиная с какого момента ваши точки зрения расходятся и приводят вас на разные пути.
Я обещаю ни в коем случае не мешать вам, но надеюсь, что, может быть, при случае смогу и немного помочь. Ведь я же довольно хорошо знаком со специфической для каждого из вас манерой излагать свои мысли и, в частности, с ужасающими облаками боровской вежливости, являющимися таким колоссальным препятствием для общения, если их не рассеивать время от времени!
Дискуссия Эйнштейна и Бора производит ни с чем не сравнимое впечатление единого и гармоничного целого. Б. М. Болотовский отмечает:
Не знаешь, что больше заслуживает восхищения – примеры Эйнштейна, затрагивающие наиболее существенные отличия квантовых закономерностей от классических, или ответы Бора, представляющие собой уникальный сплав непредвзятости, диалектики, физической интуиции и физического знания. Это не спор двух противников, а скорее дуэт двух великих мастеров, доставляющий наслаждение всем зрителям и слушателям и, без сомнения, самим великим мастерам.
Таким образом, уважительное отношение оппонентов друг к другу, стремление понять взгляды и убеждения противника, вникнуть в суть его позиции – необходимые условия продуктивности публичного спора, плодотворного обсуждения проблем.
Вистории культуры уникальной считается дискуссия знаменитых физиков Бора и Эйнштейна. Эта необыкновенная дискуссия продолжалась в течение нескольких десятилетий. Она принимала то драматический, то юмористический характер. Спор то велся порой по-академически спокойно, то вдруг происходил взрыв, как на дуэли. Полемизировать приходилось и на расстоянии, и при встрече друг с другом, устно и письменно.
Поводом для полемики послужили создание квантовой механики и связанный с этим революционный переворот во взглядах на окружающий мир. Эта дискуссия вызвала огромный интерес в научном мире. За ней внимательно следили, принимали в ней участие известные исследователи, ближайшие соратники Бора и Эйнштейна, в том числе крупные ученые нашей страны.
В этом великом споре в соответствии с традиционной формой публичного диспута был даже свой секундант – выдающийся голландский физик Пауль Эренфест. Он помогал организовывать встречи между обоими учеными, вел с ними переписку, стимулировал их к активной деятельности, что сыграло большую роль в формировании взаимоотношений между Бором и Эйнштейном.
Сошлемся на один документ – выдержку из письма Эренфеста обоим диспутантам (12 сентября 1931 года):
. Мне особенно приятно видеть, что Бор может совершенно отчетливо убедиться, в какой степени, ты, Эйнштейн, знаешь и понимаешь его идеи и стремления и, вместе с тем, считаешь правильными его дальнейшие исследования. Я очень хорошо знаю, Эйнштейн, что такого рода пропаганда не оставляет никаких следов в твоей душе и что ты в еще меньшей степени нуждаешься в побуждении для подобной дискуссии. Для меня же исключительно важно иметь возможность точно установить те пределы, в которых вы оба вынуждены думать согласно и начиная с какого момента ваши точки зрения расходятся и приводят вас на разные пути.
Я обещаю ни в коем случае не мешать вам, но надеюсь, что, может быть, при случае смогу и немного помочь. Ведь я же довольно хорошо знаком со специфической для каждого из вас манерой излагать свои мысли и, в частности, с ужасающими облаками боровской вежливости, являющимися таким колоссальным препятствием для общения, если их не рассеивать время от времени!
Дискуссия Эйнштейна и Бора производит ни с чем не сравнимое впечатление единого и гармоничного целого. Б. М. Болотовский отмечает:
Не знаешь, что больше заслуживает восхищения – примеры Эйнштейна, затрагивающие наиболее существенные отличия квантовых закономерностей от классических, или ответы Бора, представляющие собой уникальный сплав непредвзятости, диалектики, физической интуиции и физического знания. Это не спор двух противников, а скорее дуэт двух великих мастеров, доставляющий наслаждение всем зрителям и слушателям и, без сомнения, самим великим мастерам.
Таким образом, уважительное отношение оппонентов друг к другу, стремление понять взгляды и убеждения противника, вникнуть в суть его позиции – необходимые условия продуктивности публичного спора, плодотворного обсуждения проблем.
Великий спор о природе реальности
Научное познание мира, в отличие от религиозного или философского, претендует на более объективное его описание, поскольку выявлять и описывать наблюдаемые закономерности можно не только при помощи умозаключений, но и подтверждать их экспериментами, которые могут быть проведены различными субъектами для проверки их истинности. Или выражаясь проще, если один человек провел эксперимент и на его основании высказал какое-то утверждение – другой может провести такой же эксперимент и убедиться в правильности или ошибочности данного утверждения. Не смотря на то, что некоторые научные методы были разработаны еще в Древней Греции, началом современной науки принято считать период научной революции, произошедшей в XVI—XVII веках в Западной Европе. С тех пор было открыто и описано множество явлений природы. Все они строго и однозначно описывали окружающую реальность, структурируя ее в виде законов, формул и таблиц. У всего была своя причина и свое следствие. Однако в начале XX столетия, в связи с появлением квантовой физики, над гармоничным царством детерминизма стали сгущаться тучи.
Первый гром прогремел в 1927 году на необычном конгрессе в Брюсселе. Но необычным он был не только потому, что из 29 его участников – 17 были обладателями Нобелевской премии, а потому что именно здесь на V Сольвеевском конгрессе начался великий спор двух интеллектуалов: Нильса Бора и Альберта Эйнштейна. На кону данного спора лежала ни много ни мало – природа нашей реальности.
Принцип локальности заключается в том, что не существует передающегося мгновенно взаимодействия. Локальность не допускает возможности передачи со скоростью, превышающей скорость света.
Принцип детерминизма (причинности) заключается в том, что существует независящая от наблюдателя реальность, в которой объекты изначально обладают определенными свойствами и взаимодействуют друг с другом по определенным законам независимо от того есть наблюдатель или его нет.
Спор между Бором и Эйнштейном затянулся на долгие годы. За это время было придумано множество мысленных экспериментов со щелями и коробками, а также знаменитым котом Шредингера. Чтобы доказать неполноту квантовой теории Эйнштейн вместе с коллегами Подольским и Розеном придумали интересный мысленный эксперимент, названный впоследствии ЭПР-парадоксом. Однако проверка ЭПР-парадокса на опыте при помощи неравенств Белла показала, что различные теории, в которых присутствует возможные локальные скрытые параметры, не согласуются с экспериментом, а стало быть квантовая механика верна. Также эксперименты, основанные на неравенствах Белла означали, что один из двух вышеописанных принципов не выполняется. Это значит, что либо объективной реальности не существует, либо она не является локальной, то есть между частицами присутствует некое мистическое мгновенное взаимодействие, которое превосходит скорость света.
Между тем, копенгагенская интерпретация не может дать ответа на вопрос – как же тогда возникла наша Вселенная? Получается для согласованности данной интерпретации требуется некий сторонний наблюдатель вне Вселенной, чтобы она смогла выйти из состояния суперпозиции многих возможностей. Эдакое научное доказательство существования Бога.
Та самая статья в The New York Times
Описанный в статье парадокс основывался на мысленном эксперименте. В микромире, с которым и работает квантовая физика, существует фундаментальный предел точности результатов измерения, он выражается принципом неопределенности Гейзенберга: нельзя измерить положение и импульс частицы одновременно.
В течение 15 лет после публикации статьи о нем парадокс ЭПР обсуждался в научной среде всякий раз, когда квантовая физика ставилась под сомнение. И все же, выиграв сражение, Эйнштейн не выиграл войну. В XXI веке квантовая физика безраздельно правит в научной среде, а Нильс Бор остается ее отцом-основателем. В 2018 году физики из Базельского университета
парадокс ЭПР в квантовой системе из сотен атомов рубидия. Они создали конденсат, который разделили на две части, и, измеряя спин в одном регионе, предсказывали состояние частиц в другом. Потенциально эти эксперименты могут развить идеи о квантовой телепортации. А кто был прав – Бор или Эйнштейн (а может, и оба сразу), мы сможем узнать только через десятки или сотни лет.
Читайте также: