Джон Стюарт Белл (; , Белфаст, Северная Ирландия — , Женева, Швейцария) — . Сформулировал и доказал неравенства Белла (теорему Белла), чем заложил теоретическую основу для экспериментальных исследований ЭПР-парадокса. Совместно с описал и проанализировал барионовBell 2002 — С. 377.

Биография Профессор Уитакер из Университета Квинс несколько лет изучал биографию и научную деятельность именитого выпускника этого университета. Дальнейшее изложение опирается на биографическую статью, написанную им в 2002 году и доступную в Интернете. В указанной статье приводится список источников (свыше 20), использованных самим Уитакером. Эти данные дополняются памятным очерком, написанным и в 2001.

Детство

Джон Стюарт Белл родился 28 июня 1928 года в Белфасте, Северная Ирландия, в бедной ирландской семье. Так как имя отца тоже было Джон, родные его всегда называли по второму имени Стюарт. Кроме Джона Стюарта, у отца Джона и матери ЭнниElizabeth Mary Ann Bell, девичья фамилия Brownlee. Второе имя Джона Stewart было дано ему в память о шотландских корнях со стороны матери. было ещё трое детей: старшая дочь Руби и младшие сыновья Дэвид и Роберт.

Мать мечтала дать детям хорошее образование, потому что, по её мнению, только учёный человек мог пробиться к лучшей жизни и, как она говорила, «носить воскресный костюм всю неделю». Джон Стюарт был среди лучших учеников в начальной школе. «Может быть, я был и не лучший, но из трёх-четырёх сверху в классе». Он начал обучение в школе на Ольстервиль Авеню (), потом перешёл в школу на Фэйн Стрит (). В 11 лет вместо 14 он сдал все экзамены для продолжения среднего образования.

Однако 1920—1930 годы были временем наибольшей безработицы в Белфасте, его судостроительные и ремонтные верфи стояли практически пустыми, что вело к общему упадку экономики в городе. Из-за недостатка средств было решено, что только Джон Стюарт, как очевидно самый одарённый из детей, продолжит обучение после начальной школы. В то время полное школьное образование не являлось обязательным, и бесплатной была только начальная школа.

Цена обучения в престижных средних школах Белфаста даже для одного ребёнка оказалась семье не по карману, поэтому Джон Стюарт поступил в Техническую среднюю школу Белфаста (, в то время примерный эквивалент техникума). Эта школа, тем не менее, имела академическую аккредитацию, то есть с её дипломом можно было сдавать экзамены в университет.

Когда Джон Стюарт начал занятия в средней школе, Великобритания уже вступила во Вторую мировую войну. Война оживила экономику Белфаста, который стал крупной строительной и ремонтной верфью военно-морского флота. Однако это же сделало город целью регулярных немецких бомбардировок. Особенно разрушительным стал ночной . Тогда около 200 бомбардировщиков люфтваффе сбросили на город и верфи тонны обычных и зажигательных бомб. Погибло 955 человек, 1500 ранено, половина города, включая большинство индустриальных объектов, была разрушена. К счастью, беда обошла стороной семью Белл. Никто не пострадал, уцелел их дом и школа, в которой вскоре продолжились занятия.

Юность

После успешного окончания технической школы в 1944 году 16-летний Белл год проработал лаборантом на физическом факультете Университета Квинс. Преподаватели факультета профессор Карл ЭмелеусKarl George Emeleus, преподавал в университете физику в 1933—1966. В 1984 друзьями и бывшими студентами профессора была учреждена ежегодная университетская медаль и премия его имени и доктор Роберт СлоанRobert Sloane сочувствовали одарённому юноше. Они не только разрешили ему пользоваться факультетской библиотекой, но и позволили слушать общие лекции первого курса.

Наконец, в 1945 году средства на обучение были собраны, и Джон Стюарт Белл стал студентом физического факультета Университета Квинс. Он блестяще учился и в 1948 с отличием окончил факультет со специализацией в экспериментальной физике. Тогда же родился его интерес к квантовой механике — не к её практическому применению, а к глубинному смыслу её положений. В интервью , данному незадолго до своей внезапной смерти, Белл вспоминает, как был «ошеломлён» принципом неопределённости Гейзенберга: Это выглядело так, как будто вы можете взять такой-то замер — и тогда положение определено, или такой-то замер — и тогда импульс определён. Звучало так, будто вы можете делать это таким, каким пожелаете. Только спустя некоторое время я понял, что это вопрос не желания, а аппаратуры. Мне пришлось продираться к этому. В доступных книгах и лекциях это объяснялось недостаточно чётко. Я, помню, спорил об этом с одним из моих преподавателей, доктором Слоаном. Я горячился и практически обвинял его в нечестности. Он тоже сильно разгорячился и сказал: «Ты заходишь слишком далеко».

Средства позволяли Беллу учиться ещё один год, и он, снова с отличием, получил диплом по математической физике. На этом курсе его руководителем был бежавший от нацистского режима немецкий учёный , основоположник рентгеноструктурного анализа.

Начало карьеры

Белл предпочёл бы сразу начать работу над докторской диссертацией и вплотную заняться теорией квантовой механики. Финансовые соображения, однако, заставили его заняться практикой, и он поступил на работу в в , откуда вскоре был переведён в маленькую теоретическую группу разработки ускорителей под руководством У. Уокиншоу в Quantum Mechanics, High Energy Physics and Accelerators: Selected Papers of John S. Bell (With Commentary), p.2. Там он встретил свою будущую жену Мэри Росс, физика и математика из Шотландии. Они стали мужем и женой четыре года спустя, в 1954 году. Их брак оказался прочным, но бездетным. Будучи специалистами в смежных областях, они помогали друг другу и в жизни, и в работе. В предисловии к своей книге «Выразимое и невыразимое в квантовой механике» В русском переводе теряется игра на многозначности слова, так как альтернативным переводом могло бы быть «О чём можно и нельзя говорить в квантовой физике», вышедшей в 1987 году, Белл написалBell 2004— C. xiii: «Здесь же я ещё раз хочу особенно выразить свою тёплую благодарность Мэри Белл. Когда я просматриваю эти бумаги, я везде вижу её».

В 1951 Белл получил годичный отпуск для продолжения образования. Он провёл его в Бирмингемском университете под руководством профессора Пайерлса. Там он сформулировал свой вариант теоремы о CPT-инвариантности. Однако немного ранее подобные теоремы уже были независимо предложены Людерсом и Паули, которым и достался статус первооткрывателей.

Тем не менее, отпуск был продлён на время, необходимое для подготовки и защиты диссертации. В 1956 году Белл защитил диссертацию по анализу CPT-инвариантности и получил звание кандидата наук. Ценной оказалась приобретённая за эти годы поддержка Пайерлса, который помог Беллу по возвращении в Харвел перевестись в новую исследовательскую группу по теории элементарных частиц.

Белл и его жена работали в Харвеле до 1960 года, но им все меньше нравился неуклонный переход всей деятельности проекта от фундаментальных исследований к прикладным вопросам ядерной физики. Поэтому оба, не колеблясь, приняли поступившее предложение от CERN и переехали в Швейцарию.

Швейцария, CERN

В CERN официальной специализацией Белла были физика частиц и квантовая теория поля, но его истинным увлечением оставалась теория квантовой механики, и именно достижения в этой области принесли ему основную славу. Вдохновлённый идеями Бома (см. Интерпретация Бома), Белл продолжил анализ ЭПР-парадокса и в 1964 сформулировал свои неравенства Русский перевод Путенихина: . Исходная формулировка Белла была идеализированной концепцией, на основе которой были построены варианты неравенств для физических экспериментов. Это, в первую очередь, неравенства Белла — Клаузера — Хорна и Bell 2002 — С. 104.

Описывая ситуацию, сложившуюся к середине 1960-х вокруг ЭПР-парадокса в частности и теории квантовой физики в целом, Белл иронично называет её подходом «Зачем переживать?» ()Bell 2004 — C. 82—83: Могут сказать, что, пытаясь заглянуть за формальные предсказания квантовой теории, мы только самим себе создаём неприятности. Бесполезно заглядывать за наблюдаемые феномены: не этот ли именно урок следовало выучить, прежде чем стало возможным создание квантовой механики? Более этого, этот конкретный примерИмеется в виду ЭПР-парадокс ещё раз учит нас, что всё устройство эксперимента должно рассматриваться как единое целое. Мы не должны пытаться проанализировать его по отдельным частям, с раздельно разнесёнными порциями неопределённости. Сопротивляясь импульсу анализировать и локализовать, мы избежим мысленного дискомфорта.<br >Это, как я его понимаю, тот ортодоксальный взгляд, который сформулирован Бором в его ответе Эйнштейну, Подольскому и Розену. Многие весьма удовлетворены им. Белл не был одинок в своих сомнениях по поводу Копенгагенской интерпретации, но он был первым, кто осмелился нарушить табу на анализ физической картины мира, предлагаемой этой интерпретацией, и на дальнейший анализ ЭПР-парадокса. Джон Клаузер, первым осуществивший экспериментальную проверку неравенств Белла, позднее вспоминал, что, задавая вопросы об ЭПР-парадоксе в 1950-х, он, скорее всего, сделал бы себя безработным. Вопросы об основах квантовой механики в то время, по его словам, были признаком дурного тонаBell 2002 — С. 17.

В 1982 году Белл высказал свою позицию ещё определённееBell 2001— C. 148: Почему же Борн не сказал мне тогда об этой «волне-пилоте»? Хотя бы только для того, чтобы указать на её ошибочность. Почему фон Нейман не рассматривал её? Ещё более необычайно, зачем после 1952Имеется в виду публикация Бомом его альтернативной интерпретации квантовой механики: <br >• <br >• и, из недавнего, даже в 1978Вероятно, имеется в виду выход книги люди занимаются доказательствами «невозможности»? … Почему волна-пилот игнорируется в учебниках? Не следовало бы ли её преподавать — не как единственный выход, но как антидот против царящего самодовольства? Чтобы показать нам, что туманность, субъективность и индетерминизм навязаны не экспериментальными фактами, а осознанным теоретическим выбором.

Признание и внезапная смерть

Белл был принят в члены Лондонского королевского общества ещё в 1972 году, но истинное признание и награды пришли к нему только в конце 80-х. В 1987 его выбирают почётным членом Американской академии искусств и наук. За этим следуют медаль и премия Дирака от Института физики (1988), Медаль Хьюза (1989), Премия Хайнемана (1989). Наконец, в 1972 году Белл был номинирован на Нобелевскую премию по физике.

Джон Стюарт Белл скоропостижно скончался от инсульта в госпитале Женевы 1 октября 1990 года, в возрасте 62 лет. Он был похоронен на родине в БелфастеЭто может объяснить распространённую ошибку с местом смерти, которым указывается Белфаст.. Его останки были кремированы. Урна с его прахом была захоронена в Колумбарии Кладбища Сен-Жорж в Женеве.

В 2009 году Центр квантовой информации и квантового контроля () Университета Торонто учредил .

Внешние медиаматериалы

См. также Квантовая запутанность Носки Бертлмана Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена Теорема Белла

Примечания

Комментарии

Ссылки на источники

Литература

Категория:Лауреаты премии Дэнни Хайнемана в области математической физики Категория:Награждённые медалью Хьюза Категория:Члены Американской академии искусств и литературы Категория:Выпускники Университета Квинс в Белфасте Категория:Члены Лондонского королевского общества Категория:Почётные доктора Университета Квинс в Белфасте Категория:Умершие от инсульта