Теорема Белла – це що таке простою мовою?

Які питання вирішує теорема, що її посил і для чого використовується?

Коли епоха кванта ще не настала, вважалося, що поведінка матерій і об’єктів передбачувано. Все зводилося до закону Ньютона: вільний рух тіла в порожньому просторі з незмінною швидкістю наближатися до точки падіння. При цьому траєкторія не зміниться – строго по прямій. Експерименти проводилися довго, будь-які помилки – наслідок неправильної роботи вченого. Більше ніяких пояснень того не було.

Розрахунки вважалися інструментом довідності, однак потім дослідники помітили певну закономірність у зворотному зв’язку чисел.

Детермінізм та скасування правил у фізичному світі

Детермінізм в класичній фізиці – постулат, який такий же точний, як і закон збереження енергії. Звідси виникала закономірність, що ніяким випадковостей і непередбачуваних обставин немає місця в цій науці. Однак пізніше стали відкриватися нові факти:

  • На початку 20-го століття була розроблена квантово-механічна теорія, яка пояснювала те, чого дати визначення класична фізика не могла.
  • Квантова механіка у всіх експериментах залишала за собою шлейф випадковостей, неточностей.
  • Формули класичної науки дозволяли точно обчислити результат. Квантова механіка і фізика давали відповідь ймовірності щодо величини або розміру матерії.
  • Наприклад, розглянемо два простих порівняння, де показано, як веде себе частинка за “класичної” моделі і теореми Белла:

    • Класична модель. У момент часу t = 1 частинка буде перебувати в конкретному місці x = 1. За класичною моделлю будуть вираховуватися незначні відхилення від норми, які безпосередньо залежать від швидкості руху частинки.
    • Модель Д. Белла. У момент часу t = 1 частинка буде перебувати в діапазоні місця x = 1 і x = 1,1. Ймовірність p складе 0,8. Квантова фізика пояснює відносне положення частинки в часі, припускаючи місцезнаходження з урахуванням елемента випадковості у фізичних процесах.

    Коли теореми Белла була представлена фізикам, вони розділилися на два табори. Одні покладалися на вірність детермінізму – ніякої випадковості у фізиці бути не може. Інші вважали, що ті самі випадковості з’являються при складанні квантовомеханических формул. Останнє – це наслідок недосконалості науки, яка може володіти випадковими подіями.