За пределами квантовой механики[1]
Энтони Валентини[2]
На Сольвеевской конференции в 1927 году, были представлены три различные теории квантовой механики, однако, физикам не удалось достичь консенсуса. Сегодня многие фундаментальные вопросы квантовой физики остаются без ответа. Одной из теорий, представленных на конференции была пилот-волновая динамика Луи де Бройля. Эта работа была впоследствии снята с исторических счетов; однако, недавние исследования оригинальной идеи де Бройля заново открыли мощную и оригинальную теорию. В теории де Бройля, квантовая теория возникает как специальное подмножество более широкой физики, допускающей нелокальные сигналы и нарушение принципа неопределенности. Экспериментальные доказательства этой новой физики могут быть найдены в анизотропиях космологического реликтового излучения и обнаружением реликтовых частиц с экзотическими новыми свойствами, предсказываемых теорией.
1 Введение
2 Вавилонская башня
3 Пилот-волновая динамика
4 Возрождение теории де Бройля
5 Что делать, если теория волны-пилота верна?
6 Новая физика квантовой неравновесности
7 Квантовый заговор
1 Введение
Спустя примерно 80 лет, смысл квантовой теории остается спорным как никогда. Теория, представленная в учебниках, включает в себя человека-наблюдателя, проводящего эксперименты с микроскопическими квантовыми системами макроскопическими классическими приборами. Квантовая система описывается волновой функцией - математический объект, используемый для расчета вероятностей, но который не дает четкого описания состояния реальности одиночной системы. В отличие от этого, наблюдатель и приборы описываются классически и, как предполагается, имеют определенные состояния реальности. Например, стрелка на измерительном приборе будет показывать конкретное значение, или детектор частиц будет «щелкать» определенное количество раз. Квантовые системы, кажется, обитают в нечетком, не определенном царстве, в то время как наш повседневный макроскопический мир не таков, хотя последний, в конечном счете, построен из первого.
Квантовая теория формулируется так, будто есть резкая граница между квантовым и классическим мирами. Но классическая физика является только приближением. Строго говоря, классического мира даже не существует. Как повседневная реальность возникает из «не реального» квантового мира? Что происходит с реальными макроскопическими состояниями, когда мы движемся к меньшим масштабам? В частности, в какой момент макроскопическая реальность уступает место микроскопической размытости? Что на самом деле происходит внутри атома? Несмотря на ошеломляющий прогресс, достигнутый в физике высоких энергий и в космологии со времен второй мировой войны, сегодня нет определенных ответов на эти простые вопросы. Стандартная квантовая механика, успешная для практических целей, остается принципиально не ясной.
Квантовая теория, описанная в учебниках - с неоднозначной границей между квантовым и классическим мирами - известна как «Копенгагенская интерпретация», названная в честь известного института Нильса Бора в датской столице. На протяжении большей части 20-го века был достигнут широкий консенсус, что вопросы интерпретация прояснены Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом в 1927 году и, что, несмотря на свои кажущиеся странности, Копенгагенская интерпретация должна быть просто принята. Однако в условиях выше отмеченной двусмысленности, за последние 30 лет или около того, консенсус испарился и физики оказались перед лицом множества альтернативных - и радикально расходящихся - интерпретаций их наиболее фундаментальной теории.
Сегодня, некоторые физики (следуя по стопам Луи де Бройля из 1920-х годов и Дэвида Бома из 1950-х) утверждают, что волновая функция должна быть дополнена «скрытыми переменными» - переменными, которые бы полностью определяли реальное состояние квантовой системы. Другие утверждают, что волновую функцию только и следует рассматривать как реальный объект, и что, когда волновая функция разворачивается (как волны распространяются) это означает, что система эволюционирует в раздельных, параллельных копиях. Последняя точка зрения (предложил Хью Эверетт в Принстонском Университете в 1957 году) особенно популярна в квантовой космологии: волновая функция Вселенной описывается постоянно расширяющейся коллекцией «многих миров». Другие теоретики, начиная с Филиппа Пёрла из Гамильтоновского Колледжа в США в 1970-х годах, постулируют механизм «коллапса» (возможно, индуцированный гравитацией), который делает так, что все кроме одной части волновой функции исчезают. А некоторые продолжают поддерживать Бора и Гейзенберга – они были, так или иначе, все-таки правы.
Рисунок 1: Луи де Бройль, представивший свою пилот-волновую теории в 1927 году на Сольвеевской конференции в Брюсселе. Среди присутствующих на конференции были Эйнштейн, Дирак, Шрёдингер, Бор и Паули.
Примечательно, что множественность сегодняшних точек зрения, более или менее сопоставима состоянию на начало теории в 1927 году («много мировое» бытие - основная новая интерпретация с тех пор). В ретроспективе, внимание к «Копенгагенскому лагерю» затеняет другие точки зрения, которые никогда не уходили полностью и которые в конечном итоге были возрождены и стали широко известны. В частности, на решающей Сольвеевской конференции 1927 года в Брюсселе, были представлены и обсуждались на равных не менее трех совершенно различных теорий квантовой физики: пилот-волновая теория де Бройля, волновая механика Шрёдингера, и квантовая механика Борна и Гейзенберга.
Согласно теории де Бройля, частицы (например, электроны) являются точечными объектами с непрерывными траекториями, «направляемыми» или руководимыми волновой функцией. С современной точки зрения, мы бы сказали, что траектории являются «скрытыми переменными» (потому что их точные детали не могут быть замечены в настоящее время). Шрёдингер, в резком контрасте, представил теорию, в которой частицы являются локализованными волновыми пакетами, движущимися в пространстве, построенном полностью из волновых функций - это напоминает современные теории «коллапса» волнового пакета (хотя Шрёдингер не предлагал механизм коллапса). По Борну и Гейзенбергу, обе картины не корректные, и идея определенных состояний реальности на квантовом уровне не может быть обеспечена таким образом, чтобы быть не зависимой от человеческого наблюдения.
Стандартные исторические источники, однако, вводят в заблуждение. Они мало говорят о теории де Бройля или о ее широком обсуждении, состоявшемся в 1927 году на Сольвеевской конференции, а то немногое, что говорится - в основном ошибочно. В результате, теория де Бройля, по существу, была вычеркнута из стандартной истории квантовой физики.
Потребовалось около 80 лет, чтобы теория де Бройля была вновь открыта, расширена и полностью понята. Сегодня мы понимаем, что оригинальная теория де Бройля содержит в себе новую и гораздо более широкую физику, для которой обычная квантовая теория является лишь частным случаем - радикально новая физика, которая возможно находится в пределах нашей досягаемости.
2 Вавилонская башня
«Великая квантовая неразбериха» может быть прослежена до 1927 года, когда, в отличие от легенды, участники пятой Сольвеевской конференции явно не пришли к консенсусу (это видно из фактических материалов конференции). Масштаб разногласий среди участников был выражен проницательным жестом Поля Эренфеста, который во время одной из дискуссий, записал следующую цитату из книги Бытия на доске: «И они сказали друг другу: давайте пойдем и построим себе башню, высотою до небес, и сделаем себе имя. И сказал Господь: пойди, пойди вниз, и смешай там языки их, чтобы они не смогли понять ни слова друг друга».
Как строители Вавилонской башни, так и выдающиеся физики, собравшиеся в Брюсселе, не могли понять слов друг друга.
Однако, до недавнего времени наше знание того, что произошло на конференции и в последующий период исходят от Бора, Гейзенберга и Эренфеста, а они, по существу игнорировали широкое официальное обсуждение в опубликованных материалах. Особенно влиятельным оказалось известное эссе Бора 1949 года «Дискуссия с Эйнштейном по эпистемологическим проблемам атомной физики», опубликованном в юбилейном сборнике к 70-летию Эйнштейна и содержащем записи бесед Бора с Эйнштейном на пятой и шестой Сольвеевских конференциях - дискуссии, которые, согласно Бору, были сконцентрированы на принципе неопределенности Гейзенберга (который запрещает одновременное измерение координаты и импульса). Тем не менее, ни слова таких обсуждений не появляется в опубликованных документах, в которых Бор и Эйнштейн, на самом деле относительно мало говорят. Известные обмены мнениями между Бором и Эйнштейном были неофициальными и происходили в основном за завтраком и ужином, и были услышаны лишь немногими из других участников.
Пилот-волновая теория де Бройля в забвении и ее высокий замах на конференции был жестко преуменьшен. Согласно классическому историческому исследованию Макса Джеммера Философия квантовой механики, на конференции, теория де Бройля «была едва ли обсуждаемой» и «единственный, кто серьезно на нее отреагировал, был Паули». Такой взгляд характерен для стандартного мнения и прошел исторически через весь 20-й век. Но, тем не менее, опубликованные материалы показывают, что теория де Бройля на самом деле широко обсуждалась: в конце выступления де Бройля, есть девять страниц обсуждения его теории, в то же время из 42 страниц общей дискуссии (которая состоялась в конце конференции), 15 страниц включают обсуждение теории де Бройля. И там были серьезные реакции и комментарии от Борна, Бриллюэна, Эйнштейна, Крамерса, Лоренца, Шрёдингера и других, а также от Паули. Что именно было в теории, представленной де Бройлем?
3 Пилот-волновая динамика
В своем докладе - под названием «Новая квантовая динамика» - де Бройль представил новую форму динамики для системы многих тел. В его теории, движения частиц определяются волновой функцией, которую де Бройль называет «волна-пилот». Эта функция подчиняется обычному квантовому волновому уравнению (уравнение Шрёдингера). Для системы многих тел, волна-пилот распространяется в многомерном «конфигурационном пространстве», которое построено на координатах всех частиц системы. В то время она не была оценена по достоинству, тогда как волна-пилот де Бройля является принципиально новым видом носителя причины, более абстрактным, чем обычные силы или поля в 3D пространстве.
Закон де Бройля движения частиц очень прост. В любое время импульс частицы перпендикулярен гребню волны (или линии постоянной фазы), и тем больше, чем ближе гребни волны друг к другу. Математически импульс частицы определяется градиентом (в отношении координат этой частицы) фазы общей волновой функции. Это закон движения для скорости, и совсем не похож на закон движения Ньютона для ускорения.
Луи де Бройль фактически впервые предложил этот закон в 1923 году, для случая одной частицы. Его целью было прийти к объединенной динамике частиц и волн. Эксперименты продемонстрировали дифракцию рентгеновских лучей, из чего де Бройль сделал вывод, что фотоны не всегда двигаются по прямой линии в пустом пространстве. Он усмотрел в этом провал первого закона Ньютона, и пришел к выводу, что необходимо построить новую форму динамики.
На основе его нового закона движения, который он применял и для материальных частиц, и для фотонов, именно де Бройль впервые предсказал, что электроны могут испытывать дифракцию. Это удивительное предсказание был эффектно подтверждено четыре года спустя Клинтоном Дэвиссоном и Лестером Джермером из лаборатории Белла, в своих экспериментах по рассеянию электронов на кристаллах. Как признание этого, де Бройль получил в 1929 году Нобелевскую премию по физике «за открытие волновой природы электронов».
Ранние работы де Бройля - как представленные в его докторской диссертации 1924 - стали на самом деле отправной точкой для Шредингера, который в 1926 году нашел правильное волновое уравнение для волн де Бройля. В то же время, де Бройль пытался вывести свой закон движения из более глубокой теории. Но к 1927 году он ограничился тем, что предлагает свою пилот-волновую динамику в качестве временной меры (как и Ньютон считал свою теорию гравитационного действия на расстоянии как предварительную).
Де Бройль показал, как применять его динамику, чтобы объяснить простые квантовые явления. Но многие детали и приложения пропали без вести. В частности, де Бройль, кажется, не признает, что его динамика была не сводимо нелокальная. Но это не было осознанно никем на конференции. Действие волны в многомерном конфигурационном пространство таково, что локальное воздействие на одну частицу может иметь мгновенный эффект на движение других (удаленных) частиц.
В то время как де Бройль (с некоторой помощью Леона Бриллюэна) ответил почти на все многочисленные вопросы, поднятые в Брюсселе о его теории, в 1928 он был не удовлетворен. В частности, он не понимает, как дать общую оценку измерения в квантовой теории. Для этого требуется, чтобы динамика была применена в процессе измерения, трактуя систему и приборы вместе, как одну большую систему. Эта идея не была оценена по достоинству до работы Бома в 1952 году. Кроме того, де Бройлю было непросто с имеющейся волной в конфигурационном пространстве, которая воздействует на движение отдельной системы. Тем не менее, он оставался скептиком в отношении копенгагенской интерпретации.
4 Возрождение теории де Бройля
Теория волны-пилота де Бройля была возрождена в 1952 году, когда Бом воспользовался ею для описания общего квантового измерения (например энергии атома). Бом показал, что статистические результаты будут такими же, как и в обычной квантовой теории - если мы предположим, что начальные положения всех частиц (составляющих как «систему», так и «прибор») имеют распределение согласно правилу Борна, то есть распределение пропорциональное квадрату амплитуды волновой функции (как в обычной квантовой теории).
В пилот-волновой теории, результат одиночного квантового эксперимента в принципе определяется точным («скрытая переменная») положением всех частиц системы. Если эксперимент повторяется много раз, то результаты статистически разбросаны, вследствие разброса в начальном распределении положений частиц.
Кроме того, Бом заметил, что теория не является локальной: исход квантового измерения на одной частице может мгновенно подействовать на макроскопические операции, выполняемые на удаленной частице - так называемое «жуткое действо на расстоянии».
Эта особенность привлекла внимание физика-теоретика из Северной Ирландии Джона Белла, который посвятил несколько глав пилот-волновой теории в его удивительно ясной и легко читаемой книге 1987 Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics. В ней была формулировка квантовой механики, которая дала точное, единое описание микроскопических и макроскопических миров, в которых системы, приборы и наблюдатели рассматривались (в принципе) на паритетных началах.
Но теория была откровенно нелокальная. Как известно, в 1964 году Белл показал, что определенные квантовые корреляции требуют, чтобы теории скрытых параметров были нелокальными (при некоторых разумных предположениях). В течение нескольких десятилетий эта было воспринято как удар по скрытым параметрам, поскольку многие физики думали, что нелокальность недопустима. Однако в настоящее время все более признается, что (если оставить в стороне многомировую интерпретацию) квантовая теория сама по себе не является локальной – что и подчеркивал Белл. Нелокальность, по видимому, необходимая особенность мира, и в этом сила пилот-волновой теории, что она обеспечивает ясное ее изложение.
Белл дал понять, что волна-пилот это «реальное объективное поле» в конфигурационном пространстве, а не только математический объект или волна вероятности. Недавняя работа Альберто Монтины из университете во Флоренции (в настоящее время работает в Канаде, Периметр Институт теоретической физики) предполагает, что любая разумная (детерминированная) теория скрытых параметров должна содержать по крайней мере, столько же непрерывных степеней свободы, сколько их в волновой функции - и, следовательно, в этом смысле не может быть «проще» теории, чем пилот-волновая теория.
5 Что делать, если теория волны-пилота верна?
Сегодня, мы все еще не знаем, какая же интерпретация квантовой теории правильная. Поэтому важно, держать открытым сердцем и изучать различные альтернативы. Что если динамика волны-пилота де Бройля является правильным (или, по крайней мере, примерно правильным) описанием природы? Здесь тоже есть место для недоразумений. Обычно считается, что мы должны были бы признать, что подробности траекторий частиц никогда не могут быть измерены, и что нелокальные действия не возможно контролировать. Это мнение основано на том, что при начальном распределении частиц по положениям, согласно правилу Борна, измерения на практике ограничены принципом неопределенности. Многие ученые справедливо считают для себя невозможным принять теорию, детали которой никогда не могут быть проверены экспериментально.
Тем не менее, правильный вывод представляется в том, что квантовая теория является лишь специальным случаем гораздо более широкой физики - физики, в которой нелокальная (сверхсветовая) сигнализация возможна, и в которой принцип неопределенности может быть нарушен. И, более того, сама теория естественно указывает туда, где эта новая физика может быть найдена. Напомним, что пилот-волновая теория дает те же наблюдаемые результаты, что и обычная квантовая теория, если начальное положение частицы имеет распределение, согласно стандартному правилу Борна. Но нет ничего в динамике де Бройля такого, что требовало бы именно это предположение. Постулат о начальных условиях не может иметь никакого статуса в аксиоматической теории динамики.
Здесь будет полезна аналогия с классической физикой. Для коробки с газом, нет оснований полагать, что молекулы должны быть распределены равномерно внутри коробки с тепловым разбросом их скоростей. Это означало бы ограничение классической физики тепловым равновесием, тогда как на самом деле классическая физика - гораздо более широкая теория. Точно так же в теории волны-пилота, «квантовое равновесное» распределение - с распределением положений частиц в соответствии с правилом Борна - это лишь особый случай. В принципе, теория позволяет другие «квантовые неравновесные» распределения, для которых статистические предсказания квантовой теории нарушаются - так же, как, для классического газа в коробке вне теплового равновесия, прогнозы флуктуаций давления будут отличаться от термодинамически равновесного случая. Квантовое равновесие имеет такой же статус в динамике волны-пилота, как и термодинамическое равновесие в классической динамике. Равновесие - лишь случайность, а не закон.
 |
Рисунок 2: Две запутанные коробки частиц. Локальное действие в B – например, перемещение стенки коробки - вызывает мгновенное изменение движения частиц в А, тем самым в целом изменяя распределение в А. Для частного случая равновесного распределения, эффекты в А, в среднем равны нулю.
6 Новая физика квантовой неравновесности
Мы сказали, что пилот-волновая теория содержит действие на расстоянии. В частности, результат квантового измерения на одной частице может зависеть от макроскопических операций, выполняемых на далекой частице. Это происходит реально, когда волновая функция является «запутанной». В равновесии, этот нелокальный эффект в среднем равен нулю и никакой сигнал не может быть практически послан. Но это «не может быть» является лишь особенностью равновесного состояния. Оно не является фундаментальной особенностью мира.
Здесь будет полезно привести аналогию с монетами. Рассмотрим коробку, содержащую большое количество монет, каждая из которых имеет два положения - либо орел, либо решка. Представьте себе, что кто-то далеко хлопает руками, и через некое «жуткое действо на расстоянии» каждая монета мгновенно переворачивается. Если монеты первоначально имели одинаковое количество «орлов» и «решек», то после всеобщего переворота количество «орлов» и «решек» останется тем же самым. На статистическом уровне, жуткий переворот остался бы не замеченным. Но если вместо этого, первоначально монеты имели «неравновесное» распределение - скажем, 10% решек и 90% орлов - тогда эффект переворота будет статистически заметен, потому что после него стало бы 90% решек и 10% орлов.
Нечто подобное происходит и в пилот-волновой теории для пары запутанных частиц, как показано на рисунке 2. Локальное действие в B вызывает мгновенный ответ в движении каждой отдельной частицы в А. В результате, распределение положения частиц в целом изменяется - за исключением частного случая равновесия, для которого нет чистого изменения (на статистическом уровне).
Таким образом, если у нас была большая коллекция неравновесных частиц, то мы могли бы использовать их для практической сигнализации со скоростью выше скорости света. Такие сигналы могут быть использованы для синхронизации часов - была бы абсолютная одновременность. В пилот-волновой теории физики высоких энергий, теория относительности возникает только в состоянии равновесия, где такие сигналы исчезают.
Можно показать, что неравновесные частицы могут быть использованы для проведения «субквантовых» измерений на обыкновенных (равновесных) частицах - измерения, которые нарушают принцип неопределенности и позволяют нам измерять траектории, не возмущая волновую функцию. По существу, при отсутствии квантового шума самих наших «пробных частиц», это позволит экспериментатору обойти квантовый шум в исследуемых частицах. Такие измерения приведут к нарушению стандартных квантовых ограничений, например, ограничений, на которые опирается безопасность квантовой криптографии.
Но для выполнения этих замечательных новых операций требуется для начала найти неравновесные системы. Где их можно было бы найти?
Атом в лаборатории, например, имеет прошлое, уходящее корнями в образование звезд или даже раньше, когда атом взаимодействовал разнообразно с другими системами. Этот основной космологический факт естественно объясняет статистический шум, найденный в квантовых системах. Действительно, существует много возможностей для микроскопических систем релаксировать к квантовому равновесному состоянию, как показано на рисунке 3. Другими словами, с учетом основных фактов астрофизики и космологии, на основе пилот-волновой теории де Бройля можно было бы ожидать найти квантовый шум, действительно видимый нами вокруг.
Возвращаясь к аналогии с коробкой монет, это как если бы коробку сильно встряхивали в течение длительного времени, так что монеты уже давно достигли «равновесного» состояния, с равным количеством решек и орлов. И, более того, все коробки с монетами, к которым мы имеем доступ, претерпели такие же долгие и сильные встряски.
Кажется естественным предположить, что вселенная началась в неравновесном состоянии, с установлением квантового равновесия в процессе Большого Взрыва. С этой точки зрения квантовый шум является остатком Большого Взрыва – то есть, частью космологической «окаменелости», такой же, как космический микроволновый фон (CMB, реликтовое излучение), который также пронизывает нашу Вселенную сегодня.
Решающий вопрос: остались ли от раннего неравновесного состояния, какие либо следы, наблюдаемые сегодня? Учитывая эффективность релаксации (смотри рисунок 3), можно было бы подумать, что любая начальная неравновесность быстро релаксировала бы и исчезла без следа. Однако, моделирование показанное на рисунке соответствует статическому пространственно-временному фону. В ранней Вселенной, в отличие от нынешней, мы должны принимать во внимание тот факт, что пространство быстро расширялось. В 2008 году я показал, что это может привести к «замораживанию» начальной квантовой неравновесности на очень больших длинах волн (где, грубо говоря, де Бройлевские скорости слишком малы для релаксации). Этот результат позволяет получить количественные предсказания отклонений от квантовой теории, в контексте данной космологической модели.
Подробные предсказания еще предстоит разработать, но есть два очевидных пути исследования. Во-первых, в контексте инфляционной космологии, квантовая неравновесность в начале инфляции могла бы внести изменения в спектре реликтового излучения - горячие и холодные пятна, показанные на рисунке 4. Другими словами, измерения реликтового излучения могу прояснить наличие квантовой неравновесности в течение инфляционной фазы. Вторая, более захватывающая возможность в том, что некоторые экзотические частицы в очень ранней Вселенной прекратили взаимодействовать с другими частицами, прежде чем они достигли равновесного состояния. Такие «реликтовые» частицы может быть все еще существуют сегодня. Если бы мы смогли найти их, то они, возможно, нарушат обычные правила квантовой механики. (По аналогии с коробками монет, некоторые специальные коробки можно было бы встряхивать в течение настолько малого времени, что равенство количества орлов и решек не было достигнуто.)
 |
Квантовое равновесие может быть понято как результат динамического процесса релаксации (в целом аналогично тепловой релаксации в классической физике). Это подтверждается результатами численного моделирования, см. рисунок выше, для простого случая частиц в 2D ящике. Для начальной волновой функции, то есть суперпозиции 16 мод (или стоячих волн), траектории очень неустойчивые, и начальное неравновесное распределение частиц (взятое здесь, как простой синус-квадрат) быстро приближается к равновесию – так же как и при подходящих условиях неравновесное распределение классических частиц в коробке, как правило, быстро приходит к тепловому равновесию.
Пилот-волновая теория, сформулированная Луи де Бройлем, тогда не просто альтернативная формулировка квантовой теории. Вместо этого, сама теория говорит нам, что квантовая физика является специальным «равновесным» случаем гораздо более широкой «неравновесной» физики.
Но что это за новая физика, на что она похожа? Где ее можно найти? Опять же, сама теория может дать нам ответы.
Рисунок 3: Релаксация и квантовое равновесие.
 |
Рисунок 4: Полная карта неба температурной анизотропии космического микроволнового фона (CMB, реликтовое излучение), по данным спутника WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Измерения реликтового излучения могут быть использованы для выяснения ограничений на нарушения квантовой теории в очень ранней Вселенной.
7 Квантовый заговор
Наш обзор теории де Бройля открывает совершенно новую перспективу, согласно которой наша локальная и индетерминистская квантовая физика появилась через релаксационные процессы из фундаментально нелокальной и детерминированной физики – физики, детали которой в настоящее время скрыты всепроникающим статистическим шумом. Как только равновесие достигнуто, возможность сверхсветовых сигналов исчезает напрочь и статистическая неопределенность берет верх. Основные черты того, что мы рассматриваем как законы физики - локальность, неопределенность и принципы теории относительности - это всего лишь особенности нашего текущего состояния, а не основополагающие черты мира.
Но есть ли независимые свидетельства, что мы заключены в специальном статистическом состоянии? Можно утверждать, что есть. Современная физика, кажется, лелеет «заговор» по предотвращению использования нелокальных квантовых эффектов для посылки сигнала. Почему нелокальность должна быть скрыта таким образом? Заговор может быть объяснен как особенность равновесия, при котором нелокальные эффекты вымываются - или усредняются к нулю - статистическим шумом. Исчезает равновесие, нелокальность становится управляемой и «заговор» пропадает.
Чтобы заглянуть в будущее, напомним, что в конце 19 века некоторые теоретики были обеспокоены вселенской «термодинамической тепловой смертью». В далеком будущем звезды в конечном итоге выгорят и все системы достигнут теплового равновесия друг с другом, после чего вся заметная активность прекратится. В таком мире, при отсутствии разности температур, было бы невозможно преобразовать теплоту в работу – ограничение, являющееся случайным состоянием, а не законом физики. Если динамика де Бройля верна, то субквантовый аналог классической тепловой смерти, по сути, уже произошел в нашей Вселенной, предположительно в достаточно в далеком прошлом. В этом особом состоянии, невозможно преобразовать запутанность в нелокальный сигнал - ограничение, которое снова является случайным состоянием, а не законом физики.
Медленное и прерывистое развитие теории волны-пилота напоминает развитие кинетической теории газов. Работа Даниила Бернулли в 18 веке и Джона Уотерстона и других в начале 19 века, по большей части остались не замеченными, пока их идеи не были подхвачены Рудольфом Клаузиусом в 1857 году. Потребовались десятилетия дальнейшей работы, в том числе Максвелла, Больцмана, Гиббса и Эйнштейна, чтобы теория получила наблюдаемые предсказания по броуновскому движению. Степень, в которой история повторится еще предстоит выяснить.
Для дальнейшего чтения
G Bacciagaluppi and A Valentini 2009 Quantum Theory at the Crossroads: Reconsidering the 1927 Solvay Conference (Cambridge University Press) [quantph/0609184]
P Pearle and A Valentini 2006 Quantum mechanics: generalizations Encyclopaedia of Mathematical Physics (ed) J-P Fran_coise, G Naber and T S Tsun (Amsterdam, Elsevier) pp. 265-276 [quant-ph/0506115]
A Valentini 1991 Signal-locality, uncertainty, and the subquantum H-theorem: I and II. Phys. Lett. A ;
A Valentini 2007 Astrophysical and cosmological tests of quantum theory J. Phys. A: Math. Theor.[hep-th/0610032]
A Valentini and H Westman 2005 Dynamical origin of quantum probabilities Proc. R. Soc. A 461 253-272 [quant-ph/0403034]
[1] Beyond the Quantum. Antony Valentini. http://arxiv. org/abs/1001.2758.
Опубликовано также Physics World, ноябрь 2009 г., стр.Перевод: Олег Кириллов.
[2] Theoretical Physics Group, Blackett Laboratory, Imperial College London, Prince Consort Road, London SW7 2AZ, United Kingdom. email: a. *****@***ac. uk
