Как утверждают Эйнштейн, Подольский и Розен, эта связь должна состояться, даже если в момент наблюдения частицы будут на расстоянии световых лет друг от друга. Но такая связь, которую Эйнштейн назвал «жутким дальнодействием»10, логически и научно невозможна. Для такой связи (на расстоянии световых лет) необходимо, чтобы среда, посредством которой передается сообщение, распространялась бесконечно быстрее света. Известно, что это невозможно.
Этот мысленный эксперимент, названный по инициалам его создателей ЭПР-парадоксом, показал, какими странными были предположения копенгагенской интерпретации. Как заявил Эйнштейн, очевидно, что две частицы существовали все время своего путешествия и с момента распада обладали индивидуальными свойствами (спин или цвет). Не было никакого жуткого дальнодействия. Были простые логические предположения, что, если одна наблюдаемая частица красная, значит, другая синяя и всегда была синей.
На этом этапе мы с вами ушли так далеко от здравого смысла, как только возможно. Казалось бы, мы живем в мире, где все ведет себя разумно. Предметы падают на землю согласно законам ньютоновской физики. Вещества не исчезают и не появляются снова в другом месте, и нет никакого жуткого дальнодействия. Поверить в подобную ерунду — значит, расстаться с реальностью, в которую мы верим. Но, как вы уже заметили, с воспринимаемой нами реальностью что-то явно не в порядке! На квантовом уровне она упорно отказывается вести себя так, как хотелось бы. Причем те, кто углубленно изучает кирпичики, составляющие нашу Вселенную, знают, что здравый смысл на квантовом уровне просто не работает. Действительно, впервые столкнувшись с этими спорными вопросами, многие студенты-физики просто не могут их принять. Наблюдая эту. проблему, Ричард Фейнман, один из величайших физиков-теоретиков конца XX века, давал следующий совет студентам, начинающим изучать квантовые явления:
«Перестаньте задаваться вопросом: "Как это может быть?", иначе вы попадете в тупик, из которого еще никому не удавалось выбраться. Никто не знает, как это может быть»11,12.
Вы сейчас поймете, почему я привел это предостережение именно здесь. Дело в том, что реальный эксперимент, похожий на ЭПР, подтвердил не теорию Эйнштейна и не здравый смысл, а именно копенгагенскую интерпретацию. К сожалению, с точки зрения здравого смысла и теории относительности мы действительно имеем «жуткое дальнодействие».
В 1964 году ирландский ученый Джон Белл опубликовал работу, которая помогла доказать, что именно копенгагенская интерпретация, а не логический подход Эйнштейна объясняет статистическую взаимосвязь между двумя фотонами. Теорема Белла, как ее теперь называют, рассматривает три эйнштейновские посылки, что частицы всегда реальны, что распространение частиц происходит при скорости, не превышающей скорость света, и что в квантовом мире действуют правила логики. В теореме Белл математически вычислил степень взаимодействия между частицами типа ЭПР. Если в условиях реального эксперимента удастся обнаружить, что этот параметр превышает установленное Беллом значение, то это докажет ошибочность предположений Эйнштейна. Работа была встречена с большим интересом и подстегнула ряд физиков-теоретиков проделать реальные эксперименты в целях проверки установленного Беллом значения.
В 1981 году группа физиков доказала предположение Белла. Ален Аспе, Жан Далибар и Жерар Роже из Института оптики в Парижском университете13 генерировали серию запутанных фотонов путем лазерного нагрева атомов кальция. Затем фотоны направлялись по двум б,5-метровым трубкам в противоположных направлениях. На конце трубки был установлен специальный фильтр. Он направлял отдельные фотоны в один из двух возможных анализаторов поляризации. Каждый фильтр мог переключаться за 10 миллиардных долей секунды, меняя доступ к одному или другому анализатору. Это примерно на 30 миллиардных долей секунды быстрее, чем потребовалось свету на преодоление расстояния в 13 м. Таким образом, Аспе и его команде удалось исключить любую возможность взаимодействия между двумя фотонами.