В английском универе Imperial College London с 1988 г. проводится ежегодная лекция в честь Эрвина Шрёдингера, австрийского физика, чья работа произвела коренную ломку в развитии квантовой механики, да и физики и химии в целом.
В разные годы эту лекцию давали такие монстры науки, как Стивен Хокинг, Бенуа Мандельброт, Фримен Дайсон, Макс Перуц, Сэр Майкл Атья, Сэр Роджер Пенроуз и др.
В 2010 году мне довелось побывать на этой лекции, и в тот год её давал некто Ален Аспе, лауреат премии Вольфа (раньше эта премия была ближайшим аналогом Нобелевской премии в математике, – до появления премии Абеля).
Аспе очень широко известен за ранние экспериментальные тесты неравенства Белла, которые в глазах многих членов научного истеблишмента показали несостоятельность позиции Эйнштейна и ряда других физиков относительно феномена квантовой сцеплённости. См. парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена.
Далее человеческим языком и очень упрощенно.
В классической ньютоновской механике всё просходящее – предопределено. Другими словами, если взять и остановить время, затем узнать позицию, скорость и направление всех объектов во Вселенной, то с достаточным количеством мозгов можно просчитать абсолютно всё будущее.
В квантовой механике – фундаментально присутствует неопределённость, и мы вынуждены расчитывывать вероятности. Принцип неопределённости делает невозможным с абсолютной точностью знать одновременно положение и скорость/направление частиц.
Эйнштейн-Подольский-Розен предложили следующий мысленный эксперимент:
Можно искусственно получить пару элементарных частиц (фотонов), чьи характеристики будут сильно взаимосвязаны. Не вдаваясь в детали, возможным становится следующее: воздействие на одну частицу из пары вызывает реакцию во второй частице, без задержки во времени (!), и реакция эта в некотором смысле полностью предсказуема (!!).
Эйнштейн называл это “жутким дальнодействием”, и пытался использовать этот (на тот момент лишь теоретический) феномен для того, чтобы показать неполность модели квантовой механики. Версия объяснения по Эйнштейну – гипотетическое наличие скрытых параметров, влияющих на систему, но при этом неизмеримых.
Неверность именно этой “теории скрытых параметров” показали эксперименты Алена Аспе, с которого собственно началась вся эта история.
Существование взаимосвязи между парными частицами в определённых условиях – так называемого феномена “квантовой сцеплённости” (в русском языке много вариантов названия, в английском – устоявшееся название “quantum entanglement”) – полностью доказано экспериментально.
Фантастически – информация на субатомическом уровне передается между частицами со скоростью быстрее скорости света (!) в независимости от растояния между ними (!). Пары частиц в прямом смысле разделяют своё существование и ведут себя как одно целое, несмотря на то, что в экспериментах они разводятся на расстояния в десятки километров.
Сейчас ученые усиленно пытаются использовать это явление для передачи сложной информации, что дало бы неимоверный скачок в развитии компьютерных технологий, безопасности и многого другого. На сегодняшний день, увы, эти попытки в большей степени тщетны.
Запомнилась одна шутка из лекции Аспе:
– Кстати, я не знаю, в аудитории есть обыватели-неспециалисты? Люди, кто не знает физику, кто не могут читать уравнения? Да, конечно, Питер не может.
(показывает на Сэра Питера Найта, известного британского квантового физика, советника правительства Англии по вопросам науки).
– Так вот, для людей, кто не читает уравнения. Иногда вы ходите на концерты в концертных залах. Некоторые люди могут читать ноты и приносят с собой партитуру. Остальные люди не могут читать ноты, но они, тем не менее, слушают концерт. Поэтому если Вы не можете читать уравнения – просто слушайте меня. Я обещаю, что я не буду петь, но, по крайней мере, Вы можете слушать музыку слов, и, конечно же, французского акцента.
Если кому интересно, то внизу линк на видеозапись той лекции.
http://wwwf.imperial.ac.uk/imedia/content/view/967/from-einsteins-intuition-to-quantum-bits-a-new-quantum-age-
