Руслан Хазарзар
Проблемы микромира
Неопозитивизм в лице Рудольфа Карнапа утверждает: «Вся философия в старом смысле, связывается ли она ныне с Платоном, Фомой Аквинским, Кантом, Шеллингом или Гегелем, строит ли она новую «метафизику бытия» или «гуманистическую философию», оказывается перед неумолимым приговором новой логики не только как содержательно ложная, но и как логически непрочная, потому бессмысленная». Единственно допустимое решение метафизических проблем может, по мнению неопозитивистов, заключаться лишь в их элиминации. Исходя из этой точки зрения, сам Карнап придерживается мнения, что «теории ничего не говорят о «реальности». Они представляют просто языковое средство для упорядочения наблюдаемых в эксперименте явлений в определенного рода схему, которая будет эффективно функционировать при предсказании новых наблюдаемых. Теоретические термины являются удобными символами. Постулаты, содержащие их, принимаются не потому, что они «истинны», а потому, что полезны. Они не имеют никакого дополнительного значения, кроме способа функционирования в системе. Бессмысленно говорить о «реальном» электроне или «реальном» электромагнитном поле» (Карнап Р. Философские основания физики. М.: Прогресс, 1971. Стр. 337).
Таким образом неопозитивизм снимает те неизбежные трудности, когда под электроном подразумевалось нечто онтологически реальное. Действительно, согласно принципу соотношения неопределенностей, невозможно одновременно точно определить координату и импульс частицы, т.е. из этого принципа следует, что чем точнее определена одна из величин, тем менее определенным является значение другой. Никакой эксперимент не может привести к одновременно точному измерению таких динамических переменных. Поэтому состояние микрообъекта определяется волновой функцией, а результаты экспериментов по определению, напр., координаты, имеют вероятностный характер.
Не будем забывать, что в классической электродинамике электрон ведет себя как частица, движение которой подчиняется уравнениям Лоренца-Максвелла, имеет массу и даже классический радиус. Согласно же принципу дополнительности, сформулированному Нильсом Бором, объектам квантовой механики присущи как корпускулярные, так и волновые свойства, однако они проявляются в различных, несовместимых экспериментальных условиях (напр., классическая физика эмпирически неприменима для описания излучения связанных в атомах электронов). Таким образом, снимая те неизбежные трудности, когда под электроном подразумевалось нечто реальное, и рассматривая — в эмпирическом восприятии и теоретическом содержании — электрон то как частицу, то как волну, неопозитивизм элиминирует вопрос о реальной сущности электрона, считая его только теоретическим объектом вполне конкретной научной модели.
Сциентизм, однако, не понимает этой тонкости и в попытке онтологизации научной модели совершенно упускает из виду следующее: из положения, что в науке мы не можем одновременно определить координаты и импульс частицы, а потому вынуждены описывать квантово-механические процессы через Ψ-функцию, имеющую вероятностный характер, еще никак не следует, что сама частица превращается в нечто математическое и вероятностное. Так же, как из принципа дополнительности отнюдь не следует, что реальный электрон превращается то в частицу, то в волну.
Мы уже говорили о том, что монические идеалистические системы (солипсизм, философия тождества и т. д.), так или иначе снимающие метафизические проблемы, чаще всего не принимаются по психологическим причинам, а потому избавиться от натурфилософских метафизических воззрений не просто. Но, с другой стороны, вопрос о реальной сущности микрообъекта не так прост, причем неопозитивизм считает такой вопрос вообще не имеющим смысла. Мы уже отмечали, что т.н. Копенгагенская школа, представителями которой в первую очередь следует назвать Бора, Гейзенберга и фон Вайцзеккера, отрицает существование скрытых параметров и утверждает, что нельзя приписывать каким-то элементам природы некий реальный смысл сам по себе — независимо от контекста их наблюдения. Нильс Бор и его последователи усматривают в соотношении неопределенностей одну из исходных характеристик Природы: объективно существует только то, что может быть измерено, и ничто иное. Карл Фридрих фон Вайцзеккер утверждает, что онтология, являющаяся основой классической физики, сегодня уже неприемлема. Эта картезианская по своей сути онтология представляет Природу как нечто существующее само по себе. Однако естественные законы не работают совершенно независимо от наших действий, они дают нам возможность в процессе эксперимента создавать явления. Только то, что возникло подобным образом, вправе претендовать на статус существующего. Бор, неразрывно связывая «квантовое явление» как физическую реальность с экспериментальной установкой, утверждает, что «взаимодействие между измерительными приборами и исследуемыми физическими системами составляет неотъемлемую часть квантовых явлений» (Бор Н. Избранные научные труды. В 2 т. Т. 2. М.: Наука, 1971. Стр. 488) и что условия определения физически реального «должны рассматриваться как неотъемлемая часть всякого явления, к которому с определенностью может быть применен термин «физическая реальность»» (там же, стр. 179). Философский принцип Копенгагенской школы может быть подытожен следующим утверждением: бытием обладает возможность, которая реализуется посредством измерительных процедур.
В противовес этой позитивистской позиции Дэвид Бом полагает, что каузальные законы внутренне присущи Природе самой по себе. По его мнению, Природа бесконечно сложна и устроена как бесконечное множество различных уровней. Каждый из этих уровней лишь относительно автономен, поскольку испытывает воздействие более глубокого уровня, параметры которого остаются вначале скрытыми. Бом суммирует свой философский принцип следующим утверждением: «Существенной характеристикой научного исследования является то, что, изучая относительное в его различии и неисчерпаемом разнообразии, оно нацелено на познание абсолюта» (Bohm D. Causality and Chance in Modern Physics. London, 1958. P. 170).
Прежде всего Бом выдвинул теорию, основанную на представлении о скрытых параметрах, т.е. точных значениях самих по себе. Эта теория была направлена против копенгагенской трактовки микрофизики. Бом интерпретировал уравнение Шрёдингера как закон сохранения вероятности нахождения частицы в определенной точке; в то же время оно показывает, что динамические параметры движения частицы описываются, как и в классической механике, дифференциальным уравнением Гамильтона-Якоби. Это означает, что траектория частицы определяется классически вычисляемыми значениями, а волновая функция, по мысли Бома, выступает как «реальное», воздействующее на частицы, поле. Надо отметить, что в экспериментальном плане уравнение Шрёдингера остается фундаментальным как для системы сторонников Бома, так и для системы сторонников Бора. Поэтому Гейзенберг пишет: «Бому удалось таким образом развернуть свою идею, что результаты каждого эксперимента теперь совпадают с результатами Копенгагенской школы. Из этого следует прежде всего то, что интерпретация Бома не может быть отвергнута экспериментально» (Heisenberg W. The Development of the Interpretation of the Quantum Theory. // Niels Bohr and the Development of Physics. London, 1955. P. 17). Да и сам Бом полагал, что «гипотеза Бора не противоречит чему-либо известному в настоящее время. Поэтому удивительная далеко идущая аналогия между процессами мышления и квантовыми процессами должна указывать, что гипотеза, связывающая эти два явления, может явиться весьма плодотворной. Если бы такая гипотеза могла когда-нибудь быть проверена, то она, естественно, объяснила бы многие черты нашего мышления» (Бом Д. Квантовая теория. М.: Наука, 1965. Стр. 207).
Итак, единственным правомерным основанием научного утверждения для Копенгагенской школы выступает доступное наблюдению «наблюдаемое», под которым в квантовой механике понимается «измеримое». Эта школа признает действительностью лишь то, что возникает как результат измерения, т. е. формализм квантовой механики допускает только преобразование суждений наблюдения (измерения) в другие такие же суждения. Следуя этому пути и не отрываясь от твердой почвы эмпирики, можно добиться превосходства над любыми теориями, работающими с такими умозрительными понятиями как ненаблюдаемые параметры. Поэтому Гейзенберг критикует Бома следующим образом: «Бом считает себя вправе утверждать, что мы не должны отказываться от точного, рационального и объективного описания единичных систем в рамках квантовой теории. Однако само это объективное описание оказывается лишь некой «идеологической суперструктурой», имеющей мало общего с непосредственной реальностью» (Heisenberg W. The Development of the Interpretation of the Quantum Theory. // Niels Bohr and the Development of Physics. London, 1955. P. 18). Поскольку только данная в наблюдении реальность является единственным легитимным основанием знания, то, утверждают сторонники Бора, и мы согласно этой концепции не имеем права приписывать различным детерминирующим факторам природы какой-либо объективный смысл, не зависимый от соответствующего контекста наблюдения. Все, что нам действительно дано, — это эмпирические феномены сознания, порождаемые в экспериментах и измерениях; следовательно, все дополнительные по отношению к ним структуры в мире самом по себе не могут быть с ним связаны.
Противоположная философская позиция Бома и его последователей зиждется на том убеждении, что все вероятностные суждения физики принципиально могут быть сведены к невероятностным. Вероятность есть для него только временная характеристика. По его мнению, Природа сама по себе обладает абсолютным существованием как бесконечно сложное многообразие; следовательно, существуют также ее скрытые параметры, которые, будучи в достаточной мере познанными, позволили бы установить детерминацию явления. Это означает, что каждое событие, по мысли Бома, в принципе имеет каузальное объяснение (Хюбнер К. Критика научного разума. М.: Ин-т философии РАН, 1994. Стр. 42–54).
Как известно, Эйнштейн был неудовлетворен квантовой теорией, поскольку она не удовлетворяла его требованиям к полноте, не вскрывала содержание «реальных физических состояний». Как справедливо отмечает Артур Файн, «причинность и независимость от наблюдателя — первичные свойства эйнштейновского реализма» (Fine A. The Shaky Game: Einstein, Realism, and the Quantum Theory. Chicago: University of Chicago Press, 1986. P. 103). А сам Эйнштейн, справедливо указывая Гейзенбергу, что теория сама решает, какие величины наблюдаемы, а какие ненаблюдаемы, ссылался на «веру в существование внешнего мира, независимого от воспринимающего субъекта» (Эйнштейн А. Собрание научных трудов в 4 т. Т. 4. М.: Наука, 1967. Стр. 136). В 1935 году Альберт Эйнштейн, Борис Подольский и Натан Розен опубликовали статью, в которой была предпринята попытка доказать неполноту квантовой механики (т. н. ЭПР-парадокс) (Эйнштейн А., Подольский Б., Розен Н. Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным? // Эйнштейн А. Собрание научных трудов в 4 т. Т. 3. М.: Наука, 1966. Стр. 604–611). По мнению Эйнштейна, чтобы теория считалась полной, «каждый элемент физической реальности должен иметь отражение в физической теории» (там же, стр. 605). Причем «физическую реальность» Эйнштейн определял следующим образом: «Если мы можем без какого бы то ни было возмущения системы предсказать с достоверностью (т. е. с вероятностью равной единице) значение некоторой физической величины, то существует элемент физической реальности, соответствующий этой физической величине» (там же).
Эйнштейн рассматривает две системы S и S', которые взаимодействуют до определенного момента, после которого уже никакого взаимодействия не происходит. Согласно квантовой механике можно описать состояние объединенной системы S+S' посредством волновой функции Ψ. Точно измерив величину A в системе S и получив значение a, мы с помощью Ψ-функции можем точно предсказать значение a' величины A в системе S'. Такое предсказание делается на основании измерения, производимого в системе S, что не может оказать возмущающего воздействия на систему S', поскольку обе системы разделены. Это означает, что, если следовать определению Эйнштейна, α' есть значение чего-то физически реального, т. е. того, что существует независимо от данного измерения и предшествует ему. Естественно, ничто не мешает нам измерить величину B в системе S и получить значение β (вместо величины A), причем тогда значение β' также должно предшествовать измерению и существовать так же, как α', одновременно с последним. Но если допустить, что операторы, соответствующие величинам A и B, являются некоммутирующими (согласно принципу неопределенностей, обе величины не могут быть измеримыми одновременно), то волновая функция в данный момент может определять только один из этих операторов, ибо, в соответствии с принципом неопределенностей, только одна из двух взаимно исключающих величин может быть измерена. Однако, согласно допущениям, сделанным авторами этой статьи, α' и β' существуют одновременно. Следовательно, гласил вывод данной статьи, описание реальности посредством квантовой механики не может быть полным.
В ответ на это Бор признал, что Эйнштейн и его коллеги были бы правы, если бы все возмущения были только механическими, но именно это и проблематично. Согласно Бору, существуют и другие виды возмущений. Поэтому из примера, предложенного Эйнштейном и его коллегами, Бор делает иные выводы. Он пишет: «Мы видим теперь, что формулировка упомянутого выше критерия физической реальности, предложенного Эйнштейном, Подольским и Розеном, содержит двусмысленность в выражении «без какого бы то ни было возмущения системы». Разумеется, в случае, подобном только что рассмотренному, нет речи о том, чтобы в течение последнего критического этапа процесса измерения изучаемая система подвергалась какому-либо механическому возмущению. Но и на этом этапе речь идет, по существу, о возмущении в смысле влияния на самые условия, определяющие возможные типы предсказаний будущего поведения системы. Так как эти условия составляют существенный элемент описания всякого явления, к которому можно применять термин «физическая реальность», то мы видим, что аргументация упомянутых авторов не оправдывает их заключения о том, что квантовомеханическое описание существенно неполно. Напротив, как вытекает из наших предыдущих рассуждений, это описание может быть характеризовано как разумное использование всех возможностей однозначного толкования измерений, совместимого с характерным для квантовых явлений конечным и не поддающимся учету взаимодействием между объектом и измерительными приборами. В самом деле, только взаимное исключение всяких двух экспериментальных манипуляций, которые позволили бы дать однозначное определение двух взаимно дополнительных физических величин, — только это взаимное исключение и освобождает место для новых физических законов, совместное существование которых могло бы на первый взгляд показаться противоречащим основным принципам построения науки» (Бор Н. Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным? // Бор Н. Избранные научные труды. В 2 т. Т. 2. М.: Наука, 1971. Стр. 187–188). То есть Бор не признавал эйнштейновский критерий «реальности», ибо считал условия измерений составным элементом физических явлений. Прежде всего оспаривалась позиция Эйнштейна, что значение величины после измерения такое же, как и до измерения. Так как координаты частицы нельзя точно измерить, когда измеряется импульс этой же частицы, и наоборот, то, следовательно, значение физических величин, которые мы пытаемся предсказать, оказываются напрямую зависимыми от измерений — но не по механическим причинам, а из-за необходимости выполнения определенных условий, без чего определение этих значений просто невозможно.
Кроме того, Пол Фейерабенд считает, что Бор мог защитить свою позицию от критики Эйнштейна, допуская, что «состояния являются отношениями между системами и действующими измерительными приборами, а не свойствами этих систем». Фейерабенд также отмечает, что Эйнштейн не может определить величины, которые, как он полагал, существуют сами по себе, и потому простое обусловливание некоторых значений в таких случаях повлекло бы за собой нарушение принципа сохранения энергии. Однако Эйнштейн непосредственно не рассматривал ни одной из этих проблем. Он прежде всего хотел показать, что возможна совершенно иная интерпретация квантовой механики, чем та, которая преобладала в то время, и, таким образом, стимулировать новые теоретические исследования, как бы ни было трудно в данный момент определить их результаты (Feyerebend P. K. Niels Bohr’s Interpretation of Quantum Theory. // Current Issues in the Philosophy of Science. New York, 1961. P. 383).
В том же году, когда Эйнштейн, Подольский и Розен опубликовали свою статью, Шрёдингер выпустил знаменитый очерк «Современное положение в квантовой механике» (Шредингер Э. Современное положение в квантовой механике. // Шредингер Э. Новые пути в физике. М.: Наука, 1971. Стр. 66–106), где описал мысленный эксперимент, получивший известность под именем «шрёдингеровского кота».
Предположим, пишет Шрёдингер, что продукт распада (напр., радиоактивный атом) детектируются счетчиком Гейгера, а выход счетчика подключен к реле, которое включает макроустройство. Для того чтобы драматизировать ситуацию и тем самым усилить убедительность рассуждения, Шрёдингер предположил, что атом вместе со счетчиком Гейгера помещен в ящик, где кроме этого находится кот, ампула с ядом и устройство, которое может эту ампулу разбить. При распаде атома и срабатывании счетчика включается устройство, разбивающее колбу с ядом, и кот умирает. Все ясно после того, как пройдет период, намного превышающий период полураспада атома: кот будет заведомо мертв. Однако в момент времени, сравнимый с периодом полураспада, атом находится в состоянии суперпозиции нераспавшегося и распавшегося атома. Но это значит, что кот в этот момент находится в состоянии суперпозиции живого и мертвого кота!.. Таким образом, налицо парадоксальная ситуация: если для микросистем суперпозиции состояний возможны, то кот может быть либо живым, либо мертвым, а значит, квантовая механика неполна.
Однако состояние кота можно считать неопределенным только в той мере, в какой оно зависит от радиоактивного атома. Напротив, кот действительно либо жив, либо мертв — в соответствии с показаниями каких-либо медицинских приборов, регистрирующих, напр., частоту пульса и т. п. Следует понимать, что, согласно копенгагенской интерпретации, нет никаких состояний самих по себе, но существуют лишь состояния, относительные к чему-либо. Следовательно, аргументация Шрёдингера основана на двусмысленности, ибо, согласно копенгагенской интерпретации, «реально» существуют два совершенно отличных друг от друга отношения: 1) «кот — медицинский прибор» и 2) «кот — радиоактивный атом». И нет ничего парадоксального в том, что одно из этих отношений может быть вполне определенным, а другое таковым не быть. С классической же точки зрения, кот действительно либо жив, либо мертв, и относительность его состояния к каким-либо иным объектам — медицинским приборам или радиоактивному веществу — вообще не имеет значения. Таким образом, пример с котом не приближает к решению проблем ни критиков квантовой механики, ни ее сторонников; фигурирующая в основах их рассуждений аксиома может быть интерпретирована как одними, так и другими.
Противостояние эйнштейновского реализма и копенгагенского инструментализма особенно наглядно в контексте обсуждения теоремы Джона Стюарта Белла. Анализ этой теоремы и ее приложений показывает, что эйнштейновский реализм вряд ли может быть универсальной доктриной в физике, ибо, как показывает анализ теоремы Белла и ее приложений, «реальные физические состояния» не всегда являются сепарабильными (сепарабильность означает, что пространственно разделенные системы обладают отдельными реальными состояниями) (Murdoch D. Niels Bohr’s Philosophy of Physics. Cambridge: Cambridge University Press, 1987. P. 183). Но это отнюдь не означает, что «Бог действительно играет в кости», как модно стало писать в научных и околонаучных рефератах; это означает, что проблема не поддается разрешению. Ведь экспериментальная проверка неравенств Белла, а значит, и вопрос о вероятности квантовой механики, решается в пределах опять же вероятностной точности измерений. По мнению Бома, экспериментальная проверка Белловых неравенств ослабила позиции идеи локальных скрытых переменных, но поддержала концепцию нелокальных скрытых переменных. А Джефри Баб отметил, что теорема Белла «исключает классическое представление квантовой статистики — на базе очевидно неприемлемой посылки о соответствии квантовых статистических состояний мерам их представления на пространстве вероятности. В частности, этот аргумент не имеет ничего общего с локальностью». По мнению Баба, результат Белла тривиален, а эксперименты по проверке его неравенства «не доказывают ничего интересного для теоретика» (Bub J. The Interpretation of Quantum Mechanics. Dordrecht–Boston: Reidel, 1974. P. 83).
Действительно, Хюбнер категорически отрицает установку копенгагенской школы: «Ограничение физики областью наблюдаемого — иллюзия; никакая физическая теория (и особенно квантовая механика) вообще не была бы возможной, если бы мы пытались ригористически следовать этому ограничению» (Хюбнер К. Критика научного разума. М.: Ин-т философии РАН, 1994. Стр. 48). Если, согласно требованию Копенгагенской школы, функция состояния Ψ рассматривается как физическая реальность, то она должна быть определимой через измерение, но это связано со специфическими проблемами, ибо любой теоретически мыслимый способ вычисления Ψ-функции с помощью большого числа равноправных систем и статистики не может быть осуществлен в полной мере по практическим причинам. Действительно, вычленив достаточно большое число эквивалентных систем и подвергнув статистической обработке данные, можно получить следующую результирующую разность:
|Ψ(q,t1)|2 — |Ψ(q,t0)|2
которая выступает как аппроксимация:
(δ/δt) |Ψ(q,t0)|2
Применяя специальные математические методы, можно вывести Ψ-функцию, удовлетворяющую статистическому значению:
|Ψ(q,t0)|2 и (δ/δt) |Ψ(q,t0)|2,
и в то же время представляющую решение второго уравнения Шрёдингера. В таком случае можно говорить об «экспериментально определенной» Ψ-функции, а значит, такого рода определенность указывает на то, что она возможна лишь как некоторое грубое приближение и не допускает точного измерения (Хюбнер К. Критика научного разума. М.: Ин-т философии РАН, 1994. Стр. 48–49).
Эмпирическая позиция Бора критиковалась и с той позиции, что даже функция состояния Ψ, рассматриваемая как физическая «реальность», должна быть определимой через измерение, а это связано со специфическими проблемами, поскольку любой теоретически мыслимый способ вычисления Ψ-функции с помощью большого числа равноправных систем и статистики не может быть осуществлен в полной мере. Кроме того, в 1952 году Юджин Пол Вигнер в журнале «Zeitschrift für Physik» (1952. Vol. 133. S. 101–108) в статье «Измерения квантово-механических операторов» показал, что большая часть возможных операторов в квантовой механике не представляет измеримых величин. Это означает, что для этих величин нет возможных систем отсчета (измерительных приборов), а потому, согласно принципу Копенгагенской школы, они не обладают статусом «реальности», даже если точно определены в формализме квантовой механики.
Саму сущность проблемы верно определил Файн: «Эйнштейн был прав в своих обвинениях инструменталистов копенгагенской школы в том, что они ведут рискованную игру с реальностью. Но было бы ошибкой рассуждения полагать, что реалист, когда он выходит за пределы истин квантовой теории для построения своей интерпретации, делает нечто иное, нежели играет. Его игра тоже рискованна, ибо ее правила свободны от ограничений текущей научной практики» (Fine A. The Shaky Game: Einstein, Realism, and the Quantum Theory. Chicago: University of Chicago Press, 1986. P. 171).
[Кроме того, Файн убедительно показывает, что «трудности, порождаемые теоремой Белла, отделены по крайней мере двумя гигантскими шагами от реализации идей Эйнштейна о локальности или его понимания более полной [чем квантовая механика] теории» (Fine A. The Shaky Game: Einstein, Realism, and the Quantum Theory. Chicago: University of Chicago Press, 1986. P. 63).]
Мы видим, что подоплекой данного спора является различие и даже противоположность философских аксиом, на которые опираются участники дискуссии. Было бы точнее называть их не аксиомами, а принципами, поскольку они не включаются в теории в качестве их составных элементов наподобие уравнений Шрёдингера. Подобным же образом мы говорим о принципе причинности, отличая его от конкретных физических законов, формулируемых в частных теориях. Принципы обладают более общей значимостью. Будучи применены в конкретных областях теоретического знания, они выступают как основания конкретных законов. Наблюдая за развитием дискуссии, мы видим как в игру вступают чисто философские соображения. Вот что пишет Альберт Эйнштейн в отношении позиции Бора: «В аргументации подобного рода мне не нравится несостоятельная, на мой взгляд, основная позитивистская установка, которая, как мне кажется, совпадает с принципом Беркли esse est perсipi» (Einstein A. Philosopher-Scientist. Evanston, Illinois, 1949. P. 669). Как известно, первоначальное, феноменалистичное, решение Дж. Беркли вопроса «Что такое бытие?» гласило: «esse est percipi» («бытие есть воспринимаемое»); и это решение вело к исчезновению различения между содержанием восприятия и воспринимаемой реальностью: это одно и то же. Я не буду углубляться в вопрос, насколько позиции Беркли и Бора совпадают (уже хотя бы потому, что сам Бор публично не придавал своей позиции онтологической значимости, но говорил только о квантово-механических методах), но нельзя не согласиться с тем, что, согласно принципу Бора, «реальность», по существу, выступает как отношения между физическими субстанциями, а измерение раскрывает некоторое внутренне присущее этой «реальности» состояние. Другими словами, Бор понимал измерение как то, что конституирует «реальность». Эйнштейн, напротив, полагал, что «реальность» состоит из физических субстанций, свойства которых не зависят от отношений между отдельными субстанциями. По Эйнштейну, физические субстанции определяют отношения; по Бору, физические субстанции определяются отношениями. Эти общие философские положения лежат в основании так и не решенного спора, ибо ни Бору, ни Эйнштейну не удалось доказать истинность своих позиций, исходя из приводимых ими примеров, как, впрочем, не удалось и опровергнуть противоположные позиции. По сути, каждый из них не обосновывал свой принцип, а лишь интерпретировал его. Как признался Макс Борн, «взгляды Эйнштейна представляют собой философское убеждение, которое не может быть ни доказано, ни опровергнуто физическими аргументами. Единственное, что можно сделать в плане возражения этой точке зрения, это сформулировать другое понятие реальности» (Борн М. Размышления и воспоминания физика. М.: Наука, 1977. Стр. 170). Эйнштейн, исходя из своего критерия «реальности», считал квантовую механику неполной, а Бор, исходя из совершенно другого принципа, не опроверг Эйнштейна и его сторонников, а только показал, что при соответствующей интерпретации данного примера полнота квантовой механики не может быть оспорена. Нетрудно убедиться, что обсуждаемые вопросы не могут быть ограничены рамками одной только физики. Напротив, стремясь уйти от философской аргументации, опереться только на опыт или только на методологию, мы в конце концов приходим к тому, от чего уходили — к философии (Хюбнер К. Критика научного разума. М.: Ин-т философии РАН, 1994. Стр. 112–116).
Показательно, что некоторые исследователи полагают, что можно раз и навсегда положить конец спорам, если использовать особую логику дополнительности, которую иногда называют квантовой логикой (Ивин А. А., Никифоров А. Л. Словарь по логике. М.: Туманит, Владос, 1997. Стр. 164). Ганс Рейхенбах, напр., попытался подвергнуть формальному анализу рассуждения Эйнштейна–Подольского–Розена, применяя такую логику. Его вывод гласил: аргументация Эйнштейна–Подольского–Розена не выдерживает критики, однако, это не означает, что верна аргументация Бора. Впрочем, из этого вывода опять же ничего не следует, ибо и сама квантовая логика есть не что иное, как особое исчисление, интерпретированное в области высказываний квантовой механики, в число теорем которого входят высказывания, понимаемые как законы квантовой механики (Хюбнер К. Критика научного разума. М.: Ин-т философии РАН, 1994. Стр. 120–127).
Так или иначе, в сфере практического применения возобладала копенгагенская интерпретация квантовой механики. Абстрактный инструментализм заслонил собой классические интуиции. Ну и это еще не все. Сегодня, ориентируясь на практические потребности, квантовая механика сделала очередной шаг к абстрагированию и перешла от полуклассической копенгагенской интерпретации квантовой механики, подразумевающей обязательное наличие классического субъекта (измерительного прибора), к чисто квантовому подходу, который прежде всего касается запутанных состояний (entangled states). Действительно, такая форма корреляций составных систем, как запутанность, не имеет классического аналога. Она возникает в системе, состоящей из двух и более взаимодействующих подсистем (или взаимодействовавших ранее, а затем разделенных), и представляет собой суперпозицию альтернативных (взаимоисключающих с классической точки зрения) состояний, которая не может быть реализована в классической физике.
Для таких систем флуктуации отдельных частей взаимосвязаны, но не посредством обычных взаимодействий путем обмена энергией (классических корреляций), ограниченных, напр., скоростью света, а посредством нелокальных квантовых корреляций, когда изменение одной части системы в тот же самый момент времени сказывается на остальных ее частях — даже разделенных в пространстве на бесконечно большие расстояния. Математически это выражается в том, что вектор состояния системы как единого целого не может быть представлен в виде тензорного произведения векторов состояния своих подсистем. В этом случае невозможно разделить систему на локальные объекты, ибо всегда есть некоторая часть системы, принадлежащая обоим объектам в равной степени. Подсистемы переплетены, запутаны между собой и составляют единое целое — пусть даже в какой-то незначительной своей части. Описание таких систем в рамках локальной теории, предполагающей наличие независимых объектов, становится невозможным.
В новой системе, важнейшей характеристикой которой является запутанность, решающее значение имеет физический процесс, получивший название decoherence. Этот процесс сопровождается уменьшением квантовой запутанности, т. е. потерей когерентности квантовых суперпозиций в результате взаимодействия системы с окружением (Blanchard Ph., Giulini D., Joos E., Kiefer C. Stamatescu I.-O. Decoherence: Theoretical, Experimental, and Conceptual Problems. Berlin: Springer, 2000; Joos E., Zeh H. D., Kiefer C., Giulini D., Kupsch J., Stamatescu I.-O. Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory. Heidelberg: Springer, 2003).
Наиболее радикальные исследователи полагают, что теория декогеренции решает известные квантово-механические проблемы. Как гласит Erich Joos’ Decoherence Website, теория декогеренции объясняет, почему кажется, что макроскопические системы обладают привычными классическими свойствами, и почему некоторые объекты кажутся нам локализованными в пространстве. Кроме того, теория декогеренции предполагает, что для самодостаточного квантового описания никаких дополнительных классических концепций не требуется, ибо не существует никаких частиц и не существует никакого времени на фундаментальном уровне; есть только один каркас для всех физических теорий — квантовая теория.
Теория декогеренции еще ждет своей критики со стороны философии. Нарастающая идеализация научных теорий, безусловно, повлечет за собой свои трудности. Отказ от классических интуиций рано или поздно потребует также отказа от языка кажущихся категорий (напр., объект, система, подсистема, процесс, локальность, корреляция), иначе классические категории, аподиктично подразумевающие субъект познания, неминуемо будут приводить к внутренним противоречиям. Для того чтобы квантовая информация per se обрела онтологический бессубъектный смысл (чего хотят от нее наиболее радикальные адепты), она per se еще должна обрести трансцендентальную субъектность или быть скоррелированной абсолютной идеей. А пока — перед нами одна из множества метатеорий, ничего не говорящая о бытии.
Кроме того, хотя явление декогеренции объясняет, почему возникают различные альтернативные результаты измерения, каждая со своей вероятностью, но хотелось бы иметь теорию, которая описывала бы, как происходит выбор (селекция) одной из альтернатив. Это нерешенная задача. Одни исследователи полагают, что при объяснении квантового измерения следует так или иначе включать в рассмотрение сознание наблюдателя. Другие — что функция сознания (осознание) сама по себе есть один из этапов квантового измерения, представляющий собой собственно выбор альтернативы. Следовательно, сознание не нужно включать в теорию измерения, ибо оно уже включено в нее: нужно лишь узнать в одном из элементов теории измерения (этим элементом является выбор альтернативы) то, что в другом контексте называется осознанием. При этом можно ответить на известное изречение Эйнштейна следующим образом: «Да, Бог не играет в кости. В кости само с собой играет сознание каждого наблюдателя». Мир мучительно субъективен.