Георгий Жуков – Симулякры и симуляция. Анатомия произведения (страница 3)
Бор возражал: нет никаких скрытых параметров, свойство не существует до измерения, и мгновенная корреляция между запутанными частицами – это не проблема, а особенность квантового мира. Спор оставался философским, потому что ни одна из сторон не могла предложить экспериментальный тест, который разрешил бы его.
Белл нашел такой тест. Он вывел математическое неравенство, которое должно выполняться, если мир устроен в соответствии с локальным реализмом. Если у частиц есть заранее определенные свойства (реализм) и эти свойства не могут изменяться мгновенно на расстоянии (локальность), то корреляции между измерениями запутанных частиц должны удовлетворять определенному количественному ограничению – неравенству Белла.
Но если квантовая механика права и свойство не существует до измерения, а корреляции являются нелокальными, то квантовые предсказания нарушают неравенство Белла. Теорема Белла превратила спор между Бором и Эйнштейном из философского в экспериментальный. Достаточно создать запутанные частицы, измерить их свойства в разных направлениях и посчитать корреляции. Если корреляции удовлетворяют неравенству Белла – прав Эйнштейн, есть скрытые параметры, существует объективная реальность независимо от измерения. Если корреляции нарушают неравенство Белла – прав Бор, свойства не существуют до измерения, реальность нелокальна, «территории» в классическом понимании нет.
Белл опубликовал свою теорему в 1964 году. Бодрийяр начал работать над «Симулякрами и симуляцией» в конце 1970-х. Он не мог знать о теореме Белла – она оставалась узкоспециальным физическим результатом, не проникшим в гуманитарный дискурс. Но даже если бы он знал, он не мог бы опереться на экспериментальные результаты. Первые эксперименты по проверке неравенств Белла начались только в конце 1960-х – начале 1970-х, и они были недостаточно чистыми, чтобы закрыть все возможные лазейки.
1.4 Эксперименты, доказавшие отсутствие «оригинала»
История экспериментальной проверки неравенств Белла – это история постепенного закрытия лазеек, которые могли бы спасти локальный реализм. Каждый новый эксперимент делал все более трудным утверждение, что «на самом деле» свойства существуют заранее, просто мы их не знаем. И, как это часто бывает в науке, чем точнее становились эксперименты, тем яснее становилось: локального реализма нет.
Джон Клаузер провел первый значимый эксперимент в 1972 году. Он использовал запутанные фотоны и измерил корреляции между их поляризациями. Результаты нарушали неравенство Белла, но оставались лазейки. Самая серьезная – лазейка обнаружения: детекторы того времени регистрировали только небольшую часть фотонов, и можно было предположить, что необнаруженные фотоны ведут себя иначе и в сумме дают выполнение неравенства Белла.
Ален Аспе в 1981–1982 годах (когда выходила книга Бодрийяра) провел эксперименты, которые стали классическими. Он использовал более эффективные детекторы и ввел важное усовершенствование: переключение измерительных установок в полете фотонов. Это закрывало лазейку свободы выбора – возможность того, что скрытые параметры «знают» заранее, что будет измеряться. Результаты Аспе убедительно демонстрировали нарушение неравенств Белла. Физический мир, насколько можно было судить, не был локально-реалистичным.
Но оставалась лазейка обнаружения. Для фотонов детекторы все еще не были идеальными. В 1990-х и 2000-х годах Антон Цайлингер и его группа провели серию экспериментов, которые постепенно закрывали эту лазейку. Они использовали другие типы запутанных систем (ионы, атомы), более эффективные детекторы, более сложные схемы. Каждый новый эксперимент подтверждал: неравенства Белла нарушаются.
В 2015 году были проведены эксперименты, которые одновременно закрыли и лазейку обнаружения, и лазейку свободы выбора. Это были так называемые «беспробельные» тесты неравенств Белла. Результаты были однозначными: локальный реализм не работает. Свойства не существуют до измерения. Мир нелокальен.
В 2022 году Нобелевская премия по физике была присуждена Алену Аспе, Джону Клаузеру и Антону Цайлингеру «за эксперименты с запутанными фотонами, установление нарушения неравенств Белла и новаторский вклад в квантовую информатику». Нобелевский комитет фактически объявил: локальный реализм – это не теория, которую можно защищать. Мир устроен иначе.
Что это значит для Бодрийяра? Это значит, что физика экспериментально доказала отсутствие «территории» в том смысле, в каком ее понимал классический реализм. Не существует объективных свойств, которые существовали бы независимо от измерения. Свойство не предшествует акту его фиксации – оно порождается этим актом. Измерение не отражает заранее существующую реальность – оно производит реальность.
1.5 Запутанность: онтологическая структура, в которой нет «отдельных объектов»
Чтобы понять глубину этого вывода, мы должны разобраться в феномене квантовой запутанности (entanglement), который лежит в основе экспериментов по нарушению неравенств Белла. Запутанность – это не просто техническая деталь, а фундаментальное онтологическое свойство квантового мира, которое полностью меняет наше представление о том, что такое «объект» и «свойство».
В классической физике объекты независимы. У каждого объекта есть свои собственные свойства, которые не зависят от свойств других объектов. Два камня, лежащие на разных концах Вселенной, совершенно независимы: свойства одного не влияют на свойства другого, и информация об одном не может мгновенно передаться другому. Эта независимость – основа нашего интуитивного представления о реальности. Мы мыслим мир как совокупность отдельных, автономных сущностей, которые взаимодействуют только через локальные контакты.
В квантовой физике, когда две частицы рождаются в запутанном состоянии, они теряют эту независимость. У них нет индивидуальных свойств. Только пара в целом обладает определенными характеристиками. Спин одного фотона не определен до тех пор, пока не измерен спин другого. И когда мы измеряем спин одного, спин другого оказывается определенным мгновенно – не потому, что информация передалась быстрее света, а потому, что у них никогда не было отдельных свойств. Они всегда существовали как единая система, в которой индивидуальные свойства просто отсутствуют как реальность.
Цайлингер любит объяснять это на примере пары перчаток. Представьте, что у вас есть пара перчаток: одна левая, одна правая. Вы кладете их в две коробки, не глядя, и отправляете одну коробку на Луну, другую оставляете на Земле. Когда вы открываете коробку на Земле и видите левую перчатку, вы мгновенно знаете, что на Луне – правая. Но это не удивительно: перчатки были определены с самого начала, просто вы не знали этого. В квантовой запутанности ситуация иная. Пока вы не открыли коробку, перчатка не является ни левой, ни правой. Она находится в суперпозиции. И только в момент открытия коробки на Земле «решается», какая перчатка здесь, а какая на Луне. Причем это решение принимается мгновенно для обеих.
Это не метафора. Это буквальное описание того, что происходит с запутанными частицами. У них нет индивидуальных свойств до измерения. Свойство создается в акте измерения и мгновенно определяет коррелированное свойство партнера, где бы он ни находился.
Бодрийяр, описывая третий порядок симулякров, говорил о мире, в котором нет больше «отдельных объектов» с независимыми свойствами, потому что все определяется кодом, моделью, отношением. Сегодня физика говорит то же самое: в фундаменте реальности нет «объектов» с заранее определенными свойствами. Есть только отношения, корреляции, сцепленности. Отдельная частица без ее запутанного партнера – это абстракция, не имеющая полного онтологического статуса.
1.6 «Карта предшествует территории»: физический смысл бодрийяровского тезиса
Теперь мы можем сформулировать главный тезис этой главы в его полной силе. Когда Бодрийяр писал, что в эпоху третьего порядка симулякров карта предшествует территории, он описывал не просто культурную или медийную ситуацию. Он описывал фундаментальную онтологическую структуру реальности, которая сегодня подтверждена экспериментально.
Что такое «территория» в физическом смысле? Это локально-реалистический мир, в котором объекты обладают свойствами независимо от наблюдения. Это мир, в котором спин электрона определен заранее, даже если мы его не измеряли. Это мир, в котором карта (наше знание, наши измерения) отражает нечто, что существует до и независимо от акта отражения. Это мир, который классическая физика считала самоочевидным.
Что такое «карта» в физическом смысле? Это акт измерения, взаимодействие, регистрация информации. Это процесс, который переводит квантовую суперпозицию (потенциальность, неопределенность) в актуальное состояние. Это то, что производит определенные свойства там, где до этого были только вероятности.
Что значит «карта предшествует территории» в физическом смысле? Это значит, что свойства объектов не существуют до их измерения. Измерение не открывает заранее существующее свойство – оно создает его. Акт фиксации предшествует фиксируемому. Симулякр (измерение, взаимодействие, наблюдение) предшествует оригиналу (определенному состоянию частицы).