В современной физике в результате ряда теоретических и экспериментальных работ под вопросом оказалось одно из основополагающих положений декартовской парадигмы – характер существования материальных объектов. Как понятие «протяженности», так и характер движения, должны радикально переосмысливаться. Физическое тело по Декарту, «resextensa», имеет свой преимущественный атрибут – протяженность. В своих «Началах философии» он пишет: «...У каждой субстанции есть преимущественное, составляющее её сущность и природу свойство, от которого зависят все остальные. Именно протяжение в длину, ширину и глубину составляет природу субстанции, ибо все то, что может быть приписано телу, предполагает протяжение и есть только некоторый модус протяженной вещи... Так, например, фигура  может мыслиться только в протяженной вещи, движение только в протяженном пространстве...»[1]. Вместе с критикой «скрытых качеств», ставшей общим местом большинства мыслителей Нового времени, это означает, что вещи, объекты физического мира могут существовать и двигаться только в пространстве. Оба эти положения в квантовой механике оказываются под вопросом. Такие эффекты как «квантовая телепортация» и «ЭПР-парадокс» дают радикально иной ответ и на характер движения, и на само понимание существования.

В 2004 году в России был издан перевод книги Луиджи Аккарди «Диалоги о квантовой механике»[2]. В центре ее внимания как раз и находятся проблема существования квантовых объектов. В самом начале первой главы автор приводит более двух десятков цитат физиков и философов, указывающих на иное понимание существование, нежели чем в декартовской парадигме. Укажем лишь некоторые из этих цитат, отображающих суть дела.

«Файн: “Реализм мертв. Его смерть была ускорена дискуссиями по интерпретации квантовой теории, где нереалистическая философия Бора превалировала над страстным реализмом Эйнштейна”. Бор: “Открытие квантования не только делает видимым естественное ограничение классической физики, но проливает новый свет на старую философскую проблему объективного существования явлений независимо от наших наблюдений, ставит науку в совершенно новые условия... Ограничение возможности говорить о явлениях как объективно существующих, наложенное на нас самой природой, находит свое выражение... именно в формулировке квантовой механики”. Бор: “Мы должны совершенно отказаться от приписывания традиционных физических атрибутов микрообъектам”. Патнэм: “Вместо фразы: наблюдаемое не существует до тех пор, пока не будет измерено, мы должны говорить, что в соответствии с копенгагенской интерпретацией наблюдаемые микроскопические явления не существуют”. Галлино: “Копенгагенская интерпретация... выражает идею о том, что материя, ткань реальности, будь она лунной или земной, сама по себе не существует”»[3].

Ссылки на авторитеты в науке ничего не решают. Автор книги критикует высказывания такого рода, на что имеет полное право, и пытается выстроить свою концепцию, исходящую из иного понятии вероятности. Однако современная наука носит эмпирический характер. Эксперименты же – вещь упрямая, и они говорят о физике квантовых явлений нечто иное, радикально отличающееся от позиции Аккарди, и то, что рассыпает все его построения, как карточный домик. Сама книга, правда, вышла задолго до того, как были проведены соответствующие эксперименты, что ее и оправдывает.

Прежде чем указать на эти эксперименты, сделаем необходимый теоретический экскурс. Альберт Эйнштейн после 1935 года задавался одним вопросом: «Существует ли Луна, покуда на нее не смотрит мышь?». Этот вопрос тесно связан с сформулированным им вместе с сотрудниками ЭПР-парадоксом. Его экспериментальная проверка, по мнению Эйнштейна, должна была бы показать, либо 1) неполноту квантовой механики, на что он и надеялся, либо альтернативный вывод, что 2) свойства квантовой частицы определенным образом не существуют до измерения, что было неприемлемым для Эйнштейна. «Луна» в вопросе Эйнштейна, это квантовая частица, свойства которой, согласно копенгагенской трактовке квантовой механики, не могут существовать как вещи обыденного мира. Эйнштейн в это не верил и утверждал, что, если квантовая механика верна, то «мир сошел с ума». Эти эксперименты, связанные с ЭПР-парадоксом, уже проведены и связаны с проверкой т.н. «неравенств Белла». Джон Белл относился к числу немногих сторонников Эйнштейна и в 1964 году вывел неравенства, проверка которых и должна была показать правоту или ошибочность квантовой механики. Первые эксперименты были проведены Аленом Аспе еще в 1982 году. В разных модификациях они проводятся и до сих пор. Неравенства, как показывает опыт, нарушаются и неизменно подтверждают выводы КМ. Есть нечто общее как в ЭПР-парадоксе, так и в теории, связанной с неравенствами Белла. Только в ЭПР-парадоксе это связано с выводом, а в теории Белла с изначальной предпосылкой вывода неравенств. Еще раз повторю, что Белл был сторонником Эйнштейна, неореалистического подхода к КМ, и его предположения выводились при двух условиях: 1) что верно предположение о локальном реализме, 2) что наблюдаемые величины существуют в пространстве до измерения. Если верна первая предпосылка, то никак не может существовать «действие призраков на расстоянии» (А. Эйнштейн, 1935 г.). Но именно это мы и видим во всех экспериментах по проверке неравенств Белла, именно это явление лежит в известном явлении «квантовой телепортации», нашедшем уже применение в ряде технических приложений.

Особые опыты были поставлены и по проверке «априорного существования до измерения», а именно группой А. Цайлингера, которые не оставили  практически никаких шансов сторонникам неореализма. «Результаты этого эксперимента были опубликованы в «Nature» в 2000 г. В этом эксперименте исследовались трехчастичные запутанные состояния фотонов... Цайлингер с сотрудниками показали, что квантовомеханический подход и результат такого подхода несовместимы  с предположением, что наблюдаемые свойства объекта (в общем случае) существуют до наблюдения как объективная самостоятельная внутренняя характеристика локальных объектов»[4].

Надо сказать, что еще ранее аналогичные эксперименты были поставлены и в России, на физфаке МГУ. Они были проведены на лазерных фотонах, в т.н. экспериментах по «интерференции 3-го порядка». Как теоретические выкладки, сам эксперимент и выводы из него  прекрасно изложены в книге Александра Белинского «Квантовые измерения»[5]. Приведу только вывод как из теоретического анализа, так из самих опытов. Как утверждает Белинский, результаты опытов «не оставляют места для тривиальной модели светового поля с априори определенным числом фотонов... с определенной энергией... Число фотонов, а в более общем случае – измеряемая величина вообще – до момента измерения не существует»[6]. Комментируя этот вывод, Белинский приводит тезис его учителя Д.Н. Клышко: «Фотон является фотоном, если это зарегистрированный фотон». В таких выводах нет ничего нового с тем, что утверждал еще Эйнштейн в 1935 году, или А. Цайлингер уже совсем недавно в 2007 году.

Однако, несмотря на неоспоримость результатов экспериментов по проверке неравенств Белла и тесно связанного с ним ЭПР-парадокса, их основные выводы  пытаются поставить под сомнение. Обсуждается при этом все что угодно – квантовые  корреляции, запутанность состояний, возможность сверхсветовых сигналов и т.д., но только не центральное положение критики Эйнштейна с сотрудниками, не само понимание реальности и не вывод о характере существования квантовых объектов. Вовсе не случайным является замечание известного австрийского физика Антона Цайлингера, что «несовместимость между квантовой механикой и идеалом классического реализма куда сильнее, чем считало и считает большинство физиков»[7]. Это «большинство» просто игнорирует эти выводы, как бы их не замечая. А основной вывод как из опытов по проверке неравенств Белла, так и  из ЭПР-парадокса – это особый характер существования квантовых объектов. Упор Эйнштейна вместе с соавторами в ЭПР-парадоксе делается именно на этот факт. Парадоксально, но как критик квантовой теории, Эйнштейн в то время ясно видел и осознавал, к каким изменениям ведет переосмысление понимания реальности. Другое дело, что он не принимал такого рода изменений, и отсутствие аргументов против теории квантов беспокоило его до конца жизни. 

Уже совсем недавно, в 2014 г., поставлены и вовсе уж необычные эксперименты, получившие название – «Наблюдение квантового Чеширского кота». В этих опытах наблюдается некое свойство (улыбка кота) объекта, там, где его (кота) нет! Если говорить конкретно, наблюдается спин нейтрона в интерферометре, в том его месте, где сам нейтрон принципиально не наблюдаем[8].

Все проведенные эксперименты  однозначно указывают, что до измерения «две физические величины с некоммутирующими операторами не могут быть реальными одновременно» (Эйнштейн, 1935 г.), т.е., действительно, определенным образом не существуют до измерения. В свое время этот же вывод подчеркивал Дж. Уиллер, когда формулировал “основной урок” квантовой механики: «Никакой квантовый феномен не может считаться таковым, пока он не является регистрируемым (наблюдаемым) феноменом». В этом выводе физическая теория впервые явно соприкасается с философией, о чем еще 20 лет назад говорил тот же А. Цайлингер: «В настоящее время те вопросы, что Платон с Аристотелем решали в тенистых аллеях вблизи Афин, теперь решаются в экспериментах с лазерным светом». Физика, вместе с Эйнштейном и его оппонентами, стала решать вопрос существования, что традиционно относилось к компетенции метафизики. И здесь однозначно можно утверждать, что происходит существенный разрыв с декартовской парадигмой, предопределившей развитие науки почти на четыре столетия.

Севальников А.Ю.,д.ф.н., ИФ РАН (Москва)