И возьмет он двух козлов и поставит их пред Господом у входа в Скинию Собрания. И бросит Аарон жребии на обоих козлов: один жребий «Для Господа», а другой жребий «Для Азазеля». (Левит 16:7-8)
В последней главе Торы, Мецора, мы узнали о двух запутанных птицах. На этой неделе мы узнаем о двух запутанных козлах. Я не знаю, изучали ли эти козлы квантовую механику, но они, безусловно, могут научить нас кое-чему о квантовой запутанности.
Запутанность — одна из загадок квантовой механики. На макроуровне запутанность легко понять. Представьте себе монету, распиленную на две половины вдоль плоскости, параллельной поверхности монеты. На одной половине только орлы, а на другой — только решки. Давайте отправим каждую из этих половин двум людям, Шимону и Реувену. Если Шимон получит половину с орлами, он сразу узнает, что Реувен получил половину с решками, даже если Реувен еще не открыл конверт. Другими словами, состояния (орел или решка) двух половин всегда остаются взаимосвязанными — если одна — орел, то другая обязательно — решка. В терминологии квантовой механики говорят, что эти две половины запутаны.
(Кстати, хотя я никогда не видел, чтобы кто-нибудь действительно разрезал монету на две половины, у нас есть в еврейской традиции похожий, но реальный пример. Когда шкуру животного готовят для ритуальных целей (например, для написания тфилин или мезузы), всю шкуру (кожу или полный покров, называемый на иврите гевиль), разделяют на два слоя: эпидермис (внешний уровень рядом с шерстью животного, клаф, используется для написания тфилин) и дерму (внутренний слой рядом с мясом животного, духстустус, используется для написания мезуз). Две половины шкуры запутаны — если одна — клаф, то другая обязательно — духстустус.)
На макроуровне запутанность не представляет никакой проблемы — информация о каждой из двух половин в наших примерах всегда известна в принципе. На микроуровне все сложнее.
Рассмотрим два электрона, которые столкнулись, а затем разделились, каждый из которых движется в разных направлениях. Поскольку эти два электрона столкнулись, то есть взаимодействовали друг с другом, они запутались, они описываются одной и той же волновой функцией и разделяют одно и то же состояние независимо от того, как далеко они друг от друга — закон сохранения требует, чтобы если спин первого электрона направлен вверх, то спин другого электрона направлен вниз. Однако, прежде чем мы измерим спин, каждый из электронов с равной вероятностью может быть обнаружен в любом из двух возможных состояний: СПИН ВВЕРХ или СПИН ВНИЗ. Это означает, что каждый из них находится в состоянии суперпозиции ½ СПИН ВВЕРХ + ½ СПИН ВНИЗ. Предположим, мы измеряем спин одного электрона и обнаруживаем, что он находится в состоянии СПИН ВВЕРХ. Спин другого электрона немедленно фиксируется в состоянии СПИН ВНИЗ. Другими словами, коллапс волновой функции первого электрона мгновенно вызывает коллапс волновой функции второго электрона. Точный механизм того, как это происходит, неясен. Самый странный аспект всего этого заключается в том, что информация о состоянии первой частицы, по-видимому, достигает второй частицы быстрее скорости света — фактически, мгновенно. Это то, что Эйнштейн назвал «жутким действием на расстоянии».
В действительности между двумя запутанными частицами не передается никакого сигнала. Таким образом, запутанность не нарушает теорию относительности. Две запутанные частицы описываются одной волновой функцией (или одним вектором состояния) — таким образом, они всегда взаимосвязаны. Получение некоторой информации об одной частице автоматически раскрывает информацию о ее запутанном партнере.
Вернемся к нашим баранам… или козлам, если уж на то пошло. Как только два козла назначаются жертвенными козлами, они запутываются. Если один из них умирает, мы не заменяем просто мертвого козла живым козлом, мы должны заменить обоих козлов. Точно так же, если что-то случается с одним из козлов (например, у него появляется порок — на иврите «мум»), лишающий его права быть пригодным для жертвоприношения (корбан), мы не просто заменяем непригодного козла, мы заменяем пару, потому что они — одно целое, то есть они запутаны.
Важной особенностью электронов является то, что все электроны абсолютно одинаковы — их масса покоя и заряд точно такие же (что заставило Ричарда Фейнмана разбудить своего научного руководителя, Джона Арчибальда Уилера, посреди ночи и воскликнуть: «Джон, ты понимаешь — во всей вселенной есть только один электрон!»). Точно так же два жертвенных козла должны быть абсолютно одинаковыми — они должны быть одного цвета, одного роста и иметь одинаковый голос. Некоторые авторитеты говорят, что они должны быть близнецами. Параллель поразительна…
Подобно паре электронов, которые должны иметь противоположный спин, эти два козла имеют противоположные судьбы — один предназначен для Б-га, а другой будет отправлен к Азазелю. Однако, пока не брошен жребий, каждый козел (который должен быть идентичным, как две птицы в предыдущей главе Торы, Мецора) имеет ровно 50% шанс получить счастливый жребий быть принесенным в жертву Б-гу. Мы можем сказать, что каждый козел находится в состоянии суперпозиции двух состояний: принесен в жертву Б-гу или отправлен к Азазелю: ½ к Б-гу + ½ к Азазелю. Как только жребий брошен Первосвященником (
