Paul Halpern. Synchronicity - Обзор книги о квантовой спутанности

Материал из Электронный каталог
Перейти к:навигация, поиск

  В журнале Science Vol. 369, Issue 6511 появился обзор книги: Paul Halpern, Synchronicity: The Epic Quest to Understand the Quantum Nature of Cause and Effect, Basic Books, 2020 Халперн П. Синхронность (см. Allen Stairs, Understanding quantum cause and effect. - https://blogs.sciencemag.org/books/2020/09/22/synchronicity/).

Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания
Подробнее на livelib.ru:
https://www.livelib.ru/author/307016/top-pol-helpern
Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания
Подробнее на livelib.ru:
https://www.livelib.ru/author/307016/top-pol-helpern

Пол Халперн (Хэлперн) – американский физик и известный популяризатор науки. В область его научных интересов входят такие темы, как теория относительности, время и путешествия во времени, жизнь вне Земли и новые планеты, научные предсказания, теория хаоса, Большой взрыв, история современной физики. Он автор книг Time Journeys, Cosmic Wormholes, The Cyclical Serpent, Faraway Worlds, The Great Beyond, Brave New Universe, What's Science Ever Done for Us?, Collider, What's the Matter with Pluto?, Edge of the Universe, Einstein's Dice and Schrödinger's Cat, The Quantum Labyrinth.

О его книгах, вышедших в переводе на русский язык, – "Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания" (2016) и "Коллайдер" (2010) – можно прочитать здесь: https://www.livelib.ru/author/307016/top-pol-helpern. Вышла также книга "Квантовый лабиринт" (2019), но есть плохие отзывы о ее переводе. Его персональный сайт: http://phalpern.com/

В начале своего обзора Аллен Стерс замечает, что в популярных рассказах о квантовой запутанности это явление обычно описывается следующим образом: измерение параметров некоторой частицы может привести к мгновенному изменению параметров частицы, находящейся в другом месте, независимо от расстояния между ними. Однако ничего подобного нет в новой книге Пола Халперна. Термин «синхронность» был использован психоаналитиком Карлом Юнгом для обозначения «некаузальных связей» – под влиянием бесед с  физиками Альбертом Эйнштейном и Вольфгангом Паули. В книге Халперна этот термин обозначает особый вид соотношений, возникающих в случаях квантовой запутанности; они отличаются от причинно-следственной связи.

В книге рассматривается многовековая история понятия причинности. Халперн не дает явного определения причинности, но по сути характеризует его содержание в соответствии с принципом близкодействия, как это делал А. Эйнштейн. (В статье «Квантовая механика и действительность» Эйнштейн писал: «Для относительной независимости пространственно отдаленных объектов (А и В) характерна следующая идея: внешнее влияние А не имеет никакого непосредственного влияния на В; это известно как “принцип близкодействия”…» – Собр. науч. трудов в 4 тт. Т. III. С. 612–616. М.: Наука, 1966.) 

 

Другая тема книги –  история различных некаузальных объяснительных схем. Некоторые из них всего лишь прельщают желаемой гармонией (как в попытке Кеплера вписать орбиты планет в схему, основанную на пяти Платоновых телах) или сводятся к игре воображения (как, например, пифагорейский мистицизм чисел или некоторые из наиболее экстравагантных утверждений Юнга об архетипах) – однако другие дают глубокое понимание физического мира. Халперн посвящает одну главу представлению о симметрии, знакомя непрофессиональных читателей с идеями выдающегося математика Эмми Нетер и показывая их важную роль в физической теории. Модели отношений, основанные на идее симметрии, – пример некаузального объяснения, но Халперн рассказывает и о других формах объяснений этого типа. Именно такой подход, с его точки зрения, позволяет понять квантовую запутанность. Этому вопросу посвящена большая часть главы «Родео реальности»; в ней рассматривается также знаменитая теорема Джона Белла, утверждающая, что квантовые соотношения нельзя объяснить действием неких скрытых причин.

Взаимосвязь между результатами измерений в ситуации с частицами, находящимися с состоянии запутанности, порождает «внушающее ужас» представление о действии на расстоянии. Но на самом деле ничего пугающего здесь нет. Халперн отдает предпочтение акаузальному, синхронистическому подходу к квантовым корреляциям, хотя эта идея еще может требовать доработки. Халперн пишет о ряде других идей, которые могут быть связаны с моделями, основанными на представлении о синхронности. В поздних работах Бома развивается идея «неявного порядка», лежащего в основе пространства-времени. Некоторые физики даже полагают, что квантовая запутанность лежит в основе пространства-времени. В таком случае причинность была бы основана на запутанности, и вместо того чтобы искать объяснение квантовой запутанности, мы могли бы рассматривать ее как элемент нашего основного объяснительного механизма.

Соотношение квантовых состояний может быть представлено в гильбертовом пространстве, которое является изящным обобщением обычного пространства. Как показывает Халперн, такая модель для пары частиц гарантирует существование запутанных состояний с соответствующими неортодоксальными статистическими предсказаниями. В таком сценарии так называемые «пугающие» корреляции не нуждаются в причинно-следственных связях.

В любом случае, делает вывод автор обзора, независимо от того, какие из взглядов ближе читателю, эта книга – полезное и увлекательное чтение. Каузальные механизмы при всей своей ценности не являются единственным средством понимания мира, и эта книга поможет любителям науки расширить свои представления о характере научных объяснений.