Запутанность, это эффект который невозможно смоделировать в рамках локальности.
В качестве самого простого и понятного примера, на мой взгляд лучше всего рассмотреть две частицы, которые разлетаются без потери вращательного момента импульса. Спин это квант вращательного момента импульса. Существует закон сохранения момента импульса. И поэтому, суммарный момент импульса этих двух частиц сохраняется. Вращательный момент импульса это вектор. Однако, частицы квантовые и поэтому обладают строго определённым моментом импульса по амплитуде. Но направление этого вектора может быть произвольное. Закон сохранения момента импульса выполняется, если направления вращения частиц строго противоположны. И таких решений множество. Поэтому, нельзя сказать, в каком направлении направлен вектор вращения одной частицы, но другой частицы будет строго противоположное. Ситуация казалось бы немного напоминает левый и правую перчатку, левый правый ботинок, но нет! Здесь значение величины меняется после того, как на другой стороне был сделан выбор.
Джон Белл предложил измерять спин трёх частиц по тремя разными углами. Пусть это будут 0, 120 и 240 градусов одной плоскости. И тогда в статистике совпадений можно увидеть что-то необычное. Чтобы понять, что тут необычного, нужно разобрать аналогичную игру из 6 карт. Но начать нужно с 3 карт.
Играют два игрока - ведущий и просто игрок. Ведущий раскладывает 3 карты рубашками вверх. Игрок выбирает две любые карты и переворачивает. Если карты оказались одинакового цвета, выигрывает игрок, а если цвета мастей выбранных карт разные, то выигрывает ведущий. Тут надо ответить на вопрос, с каким счётом ведущий сможет выигрывать такую игру? Ответ несложно получить, 2/3 к 1/3. Только две карты могут быть разные, но третья обязательно совпадёт с одной из карт.
Теперь усложняем игру, чтобы она стала похоже на измерения спинов в запутанных частиц.
Ведущий раскладывает три карты слева в колонку верхняя средняя нижняя, и три карты справа в также колонку. Игрок выбирает одну карту слева и одну карту справа. В предыдущей игре нельзя был выбирать одну и ту же карту, только две разные. Здесь можно выбрать две карты в одном ряду, обе верхние, обе средние или обе нижние, но в этом случае карты обязаны быть разными цветами. Такой ход не влияет на игру, и такие ходы являются просто контрольными. И если хоть раз карты в одном ряду окажутся одинакового цвета, ведущий объявляется мошенником, и он проигрывает игру и все деньги. Игровыми считаются ходы, в которых карты слева и справа выбираются в разных рядах. Исходя из этого можно понять, что карты правой колонки просто повторяют карты левой колонки но с противоположным цветом. Иначе, рано или поздно запрещённая комбинация одинаковых мастей в одном ряду будет обнаружена, и ведущий проиграет. И снова такой же вопрос, с каким счётом ведущий будет выигрывать в такой игре? Ответ очевидно такой же 2/3 к 1/3, игра по сути не поменялась.
И такая же игра происходит в эксперименте по измерению спинов запутанных частиц. Эта игра из 6 карт в точности соответствует эксперименту с квантовой запутанностью и измерением спинов под углами 0, 120 и 240 градусов. В качестве ведущего там выступает квантовая природа, а экспериментаторы это игрок, который открывает для себя карты.
Однако, там ведущий выигрывает у игрока со счётом 3/4 к 1/4. Так получается, потому что (+3/4)+(-1/4)=(-1)*cos(120)=1/2
И тут возникает вопрос - как он это делает?
Ответ очевидный, так можно сделать только путём подмены карт после того, как на одной стороне выбрали карту. Но эта идея жуткого дальнодействия не устраивала многих людей которые, считали что такая передача информации о выборе карты нарушает специальную теорию относительности. И поэтому, они придумали как выкрутиться. Придумали объяснение с суперпозицией. Они говорят - а никакой информации не передаётся, просто мир находился в суперпозиции и мы с вами тоже находились суперпозиции. Но когда одна из ваших многомировых-версий выбирает слева верхнюю карту, где лежит чёрная, эта часть вашей версии попадает в мир, где справа красная, а если другая ваша версия выбирает слева нижнюю, другая версия попадает другую ветку параллельной реальности. Это квантовая (психиатрия) суперпозиция. И хотя квантовая суперпозиция не наблюдаема, мне она очень нравится как идея, только есть одна проблема математического характера.
Давайте просто найдём вероятности всех возможных состояний частиц в эксперименте с измерением спина по трём углам чтобы сказать с какими вероятностями распадается мир на параллельные ветки реальности. Найдя вероятности мы скажем как расщепляется река времени, на какие альтернативные потоки и с какой вероятностью.
Количество состояний запутанных частиц, в которых мы можем обнаружить частицы всего 64. Каждая из частиц может находиться в одном из 8 состояний. Делая одно измерение измерение с одной частицей, мы не можем сказать в каком из 8 состояний она находится, но мы можем сказать в какой группе из 4 состояний она находится. Обозначим возможные 8 состояний одной частицы
следующим образом
A0B0C0
A0B0C1
A0B1C0
A0B1C1
A1B0C0
A1B0C1
A1B1C0
A1B1C1
Для каждого состояния одной частицы, вторая формально может находиться в любом состоянии, поэтому всего 8x8=64 состояния. Однако, как мы выяснили с картами, вторая частица находиться в строго противоположном состоянии, иначе мы обнаружим, что спины в одном направлении могут быть одинаковыми. Поэтому ненулевые вероятности могут быть только у 8 состояний из 64.
Дальше я набираю задачу о вероятностях в маткаде, выражаю корреляции
и получаю ответ. Вероятности A0B0C0 и A1B1C1 отрицательные. Ой, как неожиданно! Вот, почему идея суперпозиции неверна математически. С помощью суперпозиции не удалось избавиться от жуткого дальнодействия. И вот почему, волновой функции запутанного состояния не существует, как не существует мультимиров, квантовой суперпозиции и не будет никаких квантовых компьютеров. Это не значит, что не существует суперпозиции физических величин. Просто язык всегда допускает использовать одно и то же слово для разных значений. Складывать физические величины можно, но складывать живого и мертвого кота нельзя. Волновую функцию запутанного состояния можно нарисовать стрелочками, изобразить сакральными религиозными символами, но записать в арабских числах нельзя. Для этих чисел не будет выполняться правило Борна.
Ну ещё дополню моё предположение, почему всех пугало жуткое дальнодействие. Дело в том, что никто не знал одной вещи - расстояние между точками в метрическом пространстве это длина кратчайшего пути. А кратчайший путь в пространстве Минковского всегда равен нулю. Всегда можно связать две любые точки через световые траектории, и длина интервала по таким траекториям равна нулю. Вот откуда берётся нелокальность - из специальной теории относительности.
Это моя интерпретация квантовой запутанности. Здесь
лженаучная ссылка удалена я пытался выложить некоторые идеи с картами на видео. Интерпретация это слово с иностранным корнем, и поэтому у него неустойчивый смысл, этот смысл поддаётся смещению в сторону абсолютизации. Поэтому, чтобы точнее обозначить смысл, лучше использовать слово с русским корнем - домысел. Домысел это предположение о том, чего мы не можем знать. Компенгагенские домыслы о суперпозиции сегодня становятся своего рода корпоративной религией, враждебной ко всем остальным домыслам.
