WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

К.Р. Поппер КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ И РАСКОЛ В ФИЗИКЕ ИЗ ПОСТСКРИПТУМА К "ЛОГИКЕ НАУЧНОГО ОТКРЫТИЯ" ПРЕДИСЛОВИЕ 1982 ГОДА: О РЕАЛИЗМЕ И ЗДРАВОМ СМЫСЛЕ В ИНТЕРПРЕТАЦИИ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ Перевод и комментарии А.А.

Печенкина Перед естественными науками и натуральной философией стоит гранди озная задача – создать когерентную и понятную картину Вселенной. Вся наука в целом – это космология, и все известные нам цивилизации старались понять мир, в котором мы живем, нас самих, а также наше знание как часть этого мира.

В своих усилиях понять мир физическая наука, представляющая собой удивительное сочетание спекулятивного творчества и открытости опыту, дос тигла фундаментальной значимости. Так было не всегда и возможно в будущем все также будет иначе. Однако и сейчас создается впечатление, что наш мир был миром физики задолго до того, как возник мир химии и тем более мир био логии.

Сегодня физика находится в кризисе. Физическая теория достигает неве роятных успехов, она постоянно генерирует новые проблемы, она решает как старые проблемы, так и те, которые только что возникли. Отчасти кризис физи ки проявляется в том, что ее фундаментальные теории находятся в состоянии перманентной революции. Впрочем, это, на мой взгляд, нормально для зрелой науки. Существует, однако, другой аспект того кризиса, который сейчас проис ходит, – это кризис понимания.

Грубо говоря, кризис понимания возник в физике вместе с копенгаген ской интерпретацией квантовой механики. Он таким образом чуть старше, чем первое издание "Логики научного открытия". В настоящей части своего Пост скриптума я снова постарался прояснить то, что лежит в основе того кризиса понимания, который характерен для современной физики.

I Как я считаю, можно указать на две причины возникновения этого кризи са: а) проникновение субъективизма в физику;

б) убежденность в том, что кван товая теория содержит полную и окончательную истину.

Субъективизм в физике восходит к нескольким великим ошибкам. Одна из них – позитивизм (или идеализм) Маха. Через Рассела он распространился на Британские острова ( где его основы были заложены уже Беркли), через моло дого Эйнштейна – в Германию (1905). Позитивизм был отвергнут Эйнштейном, когда ему шел пятый десяток (1926), а на склоне лет он глубоко сожалел о сво ем субъективистском прошлом (1950) [1]. Другая ошибка еще более древняя.

Это субъективистская интерпретация исчисления вероятностей, которая благо даря Лапласу стала центральной догмой теории вероятностей.

Основная наша тема здесь – реализм. Это тема реальности физического мира, в котором мы живем, тема гипотез, согласно которым мир существует не зависимо от нас, что он существовал еще до того, как появилась жизнь, что он будет продолжать свое существование и долгое время после того, как мы все исчезнем.

Доводы в пользу реализма содержатся в разных моих работах [2]. Эти до воды отчасти рациональные, отчасти ad hominem, отчасти даже этические. Мне представляется, что критическая атака на реализм, хотя в интеллектуальном от ношении она интересна и важна, совершенно неприемлема, особенно после двух мировых войн и реальных, но, вообще говоря, не неизбежных, страданий, принесенных в изобилии этими войнами, что доводы против реализма, основы вающиеся на современной теории атома – квантовой механике, должны умолк нуть перед памятью о реальных событиях в Хиросиме и Нагасаки. (Сказанное мною не умаляет моего восхищения современной теорией атома и квантовой механикой, а также теми учеными, которые работали и сейчас работают в этих областях.) Впервые реализм был поставлен под вопрос скептицизмом и особенно некоторыми аргументами Декарта, который, стремясь к большему эффекту, по пытался вывести из него наиболее радикальные и действительно абсурдные за ключения. Затем последовала критика епископа Беркли, который, как до него кардинал Беллармино, опасался, что наука при общественном интересе к ней вытеснит христианство [3].

В этом русле возникла идеалистическая (а также даже позитивистская) философия, которая рассматривает наши восприятия, наши наблюдения как бо лее надежную и определенную действительность, нежели физическая реаль ность (как полагает позитивизм, последняя – просто наша мысленная конструк ция).

Мы обязаны Канту, предпринявшему первую грандиозную попытку со единить реалистическую интерпретацию естественных наук с прозрением, что наши научные теории – не просто результаты описания природы или непреду бежденного прочтения "книги природы", но продукты нашего ума. "Рассудок не черпает свои законы из природы, а предписывает их ей" [4]. Попытаюсь сле дующим образом улучшить эту превосходную формулировку: "рассудок не черпает свои законы из природы, а пытается – с тем или иным успехом – пред писать природе законы, которые он свободно изобретает" [5].

Эпистемологические идеалисты ясно увидели тот факт, что теории – на ши собственные изобретения, наши идеи. Однако некоторые из теорий на столько смелы, что сталкиваются с реальностью. Это проверяемые научные теории. Когда теория сталкивается с реальностью, мы узнаем, что эта реаль ность существует: существует нечто, что информирует нас, что наши идеи ошибочные. Вот почему реалист прав.

(Кстати, на мой взгляд, реальность может дать только такого рода ин формацию – информацию о том, что теория отвергается. Все остальное – наше собственное изобретение. Вот почему все наши теории, будучи окрашены на шей человеческой точкой зрения, по мере продвижения нашего исследования все менее искажаются ее присутствием.) На этом закончим – про реализм, про научный реализм, "про критический реализм".

Неверно, что "научный реализм" исходит из предположения, согласно ко торому наши научные теории базируются на том, что мы действительно можем наблюдать, т.е. на информации, на "данных", даваемых нам реальностью. Тако го рода представление, недвусмысленно отвергнутое Эйнштейном в 1933 г. [6], остается достаточно популярным даже среди физиков-теоретиков. Оно ведет к субъективистской (позитивистской, идеалистической и солипсистской) интер претации науки.

II Вторая причина распространения субъективизма связана с возникновени ем вероятностной физики, которая впервые приобрела фундаментальное зна чение в теории материи Максвелла и Больцмана. Они, конечно же, имели мно гих знаменитых предшественников.

Эта новая вероятностная физика в течение долгого времени соотносилась с нашим недостаточным знанием (lack of knowledge) [7]. Даже в 30-х годах и возможно позже думали, что вероятность входит в физику только потому, что мы не имеем возможности знать точные координаты и импульсы всех молекул газа. Это вынуждает нас приписывать вероятности различным возможностям, т.е. действовать по методу, лежащему в основании статистической механики.

Если бы мы смогли узнать, если бы мы были уверены, что знаем все координа ты и импульсы рассматриваемых частиц, нам не надо было бы отдавать себя на милость вероятности.

Таким образом, была установлена прямая связь между недостаточностью знания, с одной стороны, и вероятностной или статистической физикой – с дру гой.

Вплоть до 1939 г. и даже после на этой связи настаивали почти все уче ные. Эйнштейн, например, защищал ее от моей критики, содержащейся в "Ло гике научного открытия" (ЛНО), но снял свои возражения, когда мы беседовали в 1950 г. [8].

Можно показать, что точка зрения субъективной недостаточности знания, состояния нашей неопределенности была доминирующей, по крайней мере, при ранней интерпретации Гейзенбергом тех формул, которые он назвал соотноше ниями неопределенностей и которые, как он думал, объясняют, почему кванто вая механика имеет статистический характер. (Сравните с тем, что сказано по этому поводу в ЛНО, разд. 75.) Я думаю, что история оставляет мало сомнения в том, что проникновение субъективизма в физику объясняется указанными двумя великими ошибками.

Вместе они вели к позитивистскому (идеалистическому, субъективистскому) отвержению реализма, отвержению, мотивированному верой в то, что стати стическая физика фундаментально и неизбежно коренится в фундаментально сти и неизбежности границ нашего (субъективного) знания – границ (соотно шений неопределенностей), которые, хотя и сами по себе объективны, но все же являются границами того, что может познать субъект.

Следует признать, что с течением времени вера в объективность этих границ привела к сдвигу: на роль вероятности теперь смотрят по-другому.

Квантовая физика стала трактоваться как объективно индетерминистическая, а вероятность – как нечто объективное (как я показывал в ЛНО).

Однако согласно тому взгляду на историю, который предлагается мною, субъективистская догма к этому времени слишком прочно укоренилась среди тех, кто разрабатывал ведущую интерпретацию квантовой механики, а именно – копенгагенскую интерпретацию, и даже отдельные замечания Гейзенберга об объективных возможностях (под которыми он понимал нечто весьма близкое к моим предрасположенностям) не только не удаляли субъекта – наблюдателя из копенгагенской интерпретации, но и не имели ввиду такое удаление.

Я кратко представил здесь эту историю, ибо она объясняет, с чего нача лась великая квантовая путаница, почему гейзенберговские так называемые "соотношения неопределенностей" в течение долгого времени интерпретирова лись как границы нашего субъективного знания (а не как объективные стати стические "соотношения рассеяния", которые я предложил еще в 1934 г. в ЛНО, чтобы заменить интерпретацию Гейзенберга), и почему даже тогда, когда их объективная сторона вышла на сцену, они все еще интерпретировались как по ложения о невозможности некоторых измерений ввиду отсутствия измеряе мых сущностей, – вместо трактовки их как утверждений о невозможности при готовления квантовых состояний с нулевым рассеянием (бездисперсных кван товых состояний).

Кроме того, вся терминология, введенная на раннем этапе становления квантовой теории, способствует тому, что путаница в ее интерпретации не только сохраняется, но и усиливается.

III Другая причина современного кризиса в физике – упорная вера в полноту и окончательность квантовой механики. Именно неприятие этой веры лежит в основе моей решительной оппозиции копенгагенской интерпретации.

Копенгагенская интерпретация, или, более точно, – точка зрения Бора и Гейзенберга на статус квантовой механики, состояла попросту говоря, в утвер ждении, по которому квантовая механика стала последней, окончательной и никогда не могущей быть превзойденной революцией в физике. Кроме того, в ней содержался тезис, что истина о положении вещей в физике выводится из самой физики, точнее из соотношений неопределенностей Гейзенберга. Тем самым декларировалось, что физика достигла конца своего пути и что даль нейшие прорывы невозможны. При этом, конечно, не отрицается тот факт, что на пути разработки и применения квантовой механики еще много предстоит сделать, другими словами, предстоит продвижение по пути "нормальной нау ки", а не научной революции.

Едва ли мне надо специально оговаривать, что в 1930 г. я рассматривал (и сейчас продолжаю рассматривать) научную революцию как характерное явле ние всей большой науки. Соответственно я восхищаюсь Бором и Гейзенбергом как революционерами в науке. Но я считал (и сейчас считаю) их эпистемологи ческое кредо скандальным. Вероятно сейчас многие забыли о том, в чем имен но оно состояло.

Я думаю, что много действительно забылось. Во всяком случае никто об этом кредо не упоминает в нынешних дискуссиях о квантовой теории, хотя оно остается центральным в них (особенно если учесть, что Дж. Белл открыл путь к его экспериментальному исследованию).

Рассмотрим кратко историю вопроса.

Эйнштейн и те физики, которые оценили квантовую теорию как револю ционный прорыв, но тем не менее не признали ее окончательности или того, что я предлагаю назвать "тезисом окончания пути", верили в возможность сле дующего шага в глубину, шага за квантовую механику.

Эйнштейн долгое время отстаивал эту точку зрения, аргументируя (на мой взгляд ошибочно), что квантовая механика – вероятностная теория, а веро ятность входит в физику исключительно по причине недостатка у нас знания (см. предыдущий раздел). Я же всегда рассматривал эту субъективистскую точ ку зрения на вероятность как ошибочную и думаю, что Эйнштейн отказался от нее (возможно окончательно) в течение нашей дискуссии в 1950 г. Однако даже тот, кто не согласится с Эйнштейном относительно той конкретной причины, которая заставила его отвергнуть тезис окончания пути, согласится с ним, что за уровнем физической реальности, описываемым уравнениями квантовой ме ханики, возможен более глубокий ее уровень, расположенный, скажем, в ядер ной физике.

Но не такова точка зрения Гейзенберга. Я провел вечер, беседуя с ним, когда он приезжал в Вену (кажется, это было в 1935 г.). В то время Гейзенберг полагал, что исследования в ядерной области не выведут квантовую механику на новый уровень глубины. Он предвидел, что скорее в них обнаружится еще большая неопределенность: скорее окажется, что пределы нашего знания в тео рии ядра более узкие, чем в теории атома (в теории электронной оболочки), и что структура и стабильность ядра скрыты от нас в еще большей степени, чем структура и стабильность электронной оболочки.

Сегодня уже ясно, что те, кто не верил в тезис окончания пути, были пра вы. Гейзенберг сам сделал шаг в область, запредельную с точки зрения этого тезиса. Более того, сейчас этот тезис выглядит настолько абсурдным, что как я полагаю, сегодня мало кто из физиков вообще поверит в то, что он когда-то функционировал или, уж если и функционировал, то пользовался серьезным доверием. Однако именно этот тезис конца пути стал той основой, на которой развернулась великая борьба титанов, дискуссия между Альбертом Эйнштей ном и Нильсом Бором.

Общепризнанно, что Эйнштейн был побежден в этом споре. Истина, од нако, в другом. Действительной темой дискуссии Эйнштейна и Бора было то, что они оба называли, отчасти сбивчиво и неотчетливо, проблемой полноты, т.е. является ли квантовая механика полной.

Термин "полный" использовался в этой дискуссии в нескольких смыслах, однако с самого ее начала этот термин был в своем основном содержании опре деленно нацелен на то, чтобы сформулировать проблему, стала ли квантовая механика (по меньшей мере в принципе) последним словом физики.

В этой связи важно напомнить, что Эйнштейн никогда не рассматривал какую-либо из революций, которую он произвел, в качестве последней. Свою собственную фотонную теорию и необходимость использовать ее вместе с вол новой теорией света, т.е. то, что потом было названо корпускулярно-волновым дуализмом, он трактовал как временную меру, хотя фактически она вплотную подвела его к теории волн материи, к обобщению корпускулярно-волнового дуализма на теорию материи. Он трактовал свою специальную теорию относи тельности как неудовлетворительную (и вполне справедливо). Для этого у него были основания, в частности то, что она просто заменила абсолютное про странство абсолютным множеством инерциальных систем отсчета. Он называл общую теорию относительности эфемерной и с момента ее рождения и до кон ца своей жизни старался превзойти ее.

Другое дело – Бор и Гейзенберг. На Гейзенберга произвел грандиозное впечатление тот прорыв, который он произвел и который сопровождался у него интуитивным видением новой теории. Он заметил тогда для себя, что "важ нейшим критерием истинности" является "простота законов природы, которая всегда светит нам в конце пути" [9].

Я думаю, что это великое переживание, видение "светоносной простоты" стало решающим для Гейзенберга. Он ощутил, что "это было оно", это было окончание пути, конечная истина. И это заставляло его негодовать на тех, кто не признавал, что это действительно окончание пути (особенно он негодовал на Эйнштейна). Гейзенберг использовал немецкое слово "endgltig". Английский перевод этого слова как "финально истинный (finally valid)" не передает то ощущение окончательного решения, которое передается немецким "endgltig".

Именно стараясь передать это ощущение, я и ввел выражение "окончание пу ти".

В своем предисловии к переписке Эйнштейна и Борна (написанном веро ятно в 1948 г.) Гейзенберг старается описать ситуацию, в которой Эйнштейн разошелся с самим Гейзенбергом, а также с его учителем Максом Борном. Гей зенберг писал, что "Эйнштейн соглашался с Бором в том, что … математиче ский формализм квантовой механики правильно представляет явления, имею щие места в электронной оболочке атома". Он, однако, сожалел, что "Эйнштейн не хотел признать, что квантовая механика представляет финально истинное или даже, менее того, полное описание этих явлений" [10]. Здесь, я думаю, "финально истинное" (endgltig) следует переводить как "окончательно истин ное" – как то, "что достигается в конце пути".

Когда Гейзенберг писал это, он вряд ли сознавал, что Эйнштейн гораздо более критично относился к собственным теориям, чем к теориям Гейзенберга.

Сходную заметку об этом конфликте можно найти в томе воспоминаний "Werner Heisenberg" [11]. Фон Вейцзекер, близкий друг и сотрудник Гейзенбер га, пишет (с. 66), что Эйнштейн полагал, что квантовая механика не составляет еще "die endgltige Physik" (окончательно истинной физики, конца пути в физи ческой науке). Критический подход Эйнштейна представлен здесь как свиде тельство его не вполне удовлетворительного понимания, его старомодности, ведшей к утрате контакта с квантовой механикой.

Прежде чем оставить Гейзенберга и его вполне объяснимый подход к квантовой механике, стоит упомянуть, что его взгляды сильно менялись. Но именно Гейзенберг вел целое поколение физиков к принятию абсурдной пози ции, согласно которой квантовая механика учит, что "объективная реальность испарилась" [12]. Нильс Бор, рассмотренный в данном контексте, во многом иной.

Когда я в 1936 г. благодаря Виктору Вайскопфу впервые получил воз можность поговорить с ним, он произвел на меня впечатление самой удиви тельной личности из тех, кого я когда-либо встречал и вообще мог бы встре тить. Он был всем тем, чем мог быть великий и хороший человек. И он был не опровержимо доказателен. Я чувствовал, что я, должно быть, не прав в отно шении квантовой механики. И это учитывая, что я и сейчас понимаю ее не так, как Н. Бор. Однако что-то во мне изменилось.

Подход Бора к квантовой механике, на мой взгляд, весьма отличен от подхода Гейзенберга. Я полагаю, что Бор в основаниях своих суждений был реалистом. Квантовая теория была для него изначально загадочной. Никто, как он, не сознавал так остро всей глубины трудностей, окружающих его модель атома, выдвинутую в 1913 г. Он никогда не отделался от этих трудностей. Во всех его удивительных победах присутствовал элемент неудачи. Нечто непо стижимое, непроницаемое не позволяло ему достигнуть ясности. Возможно он никогда не испытал того удовлетворения, которое испытал Гейзенберг, вкусив всеосвещающую вспышку. Принимая квантовую механику как окончание пути, Н. Бор испытывал что-то вроде отчаяния: только классическая физика пони маема, только она описание реальности. Квантовая механика не описывает ре альность. Достичь такого описания в атомной области невозможно может быть потому, что такой реальности просто не существует. Понимаемая реальность оканчивается там, где оканчивается классическая физика. Ближайшее прибли жение к пониманию атомных явлений дает его принцип дополнительности.

Этот принцип говорил нечто о пределах классической физики и таким образом понимания. Нам доступны классические частицы и классические вол ны, нам доступно и то, что корпускулярное описание и волновое описание не совместны. Оба эти способа описания необходимы, хотя и несовместимы. Этим очерчивается предел, до которого может распространяться наше понимание.

Это окончание пути, но в совершенно ином смысле слова, чем гейзенбергов ский (хотя как Бор, так и Гейзенберг соглашались в том, что наше понимание мира требует обновления).

Однако отстаиваемая Н. Бором идея связи принципа дополнительности с "корпускулярно-волновым дуализмом" не получила поддержки после того, как была принята интерпретация, предложенная М. Борном, квадрата модуля вол новой функции как вероятности обнаружения соответствующей частицы. Это означало фактически, что корпускулярная интерпретация стала фундаменталь ной. С этого момента в копенгагенском лагере воцарился хаос. Мюррей Гел Манн, один из немногих физиков, кто осмеливался критиковать Бора, вероятно слишком грубо выразил это, сказав, что "после того промывания мозгов, кото рое устроил физикам Нильс Бор, целое поколение теоретиков стало полагать, что дело (т.е. адекватное философское истолкование квантовой механики) было сделано 50 лет тому назад" [13]. Я лично думаю, что подавляющее большинст во физиков, включая теоретиков, просто мало утруждало себя этой проблемой, полагаясь на Бора в тех вопросах, где они не чувствовали себя компетентными.

Бор поддерживал тезис окончания пути в ходе его великой дискуссии с Эйнштейном. О том, что этот тезис был в центре их дискуссии, сейчас забыли, но это становится ясным из знаменитой статьи Эйнштейна, Подольского и Ро зена [14].

IV Однако еще до появления этой статьи, в 1932 г. была опубликована книга И. фон Неймана "Die mathematische Orundlagen der Quantenmechanik" (Матема тические основание квантовой механики), книга очень трудная (по крайней ме ре для меня). В этой книге фон Нейман дал математическое доказательство, призванное раз и навсегда установить финальный характер квантовой механи ки, показать, что в этой теории достигнута конечная цель физического исследо вания. Он доказывал, что ошибались все те, кто, подобно Эйнштейну, полагал, что за слоем физической реальности, представленным квантовой механикой, лежит более глубокий слой.

Чтобы сделать свое доказательство совершенно общим, фон Нейман ввел ставшее впоследствии знаменитым понятие "скрытых переменных". "Скрытая переменная" – это все, что должна учитывать атомная теория (конечно же, включающая теорию атомного ядра), но не принимается во внимание кванто вой механикой. Фон Нейман доказал (или мы считаем, что доказал), что скры тые параметры невозможны в квантовой механике, или, иными словами, дока зал, что существование "скрытых переменных" противоречит квантовой меха нике.

Однако так случилось, что в год публикации его книги были открыты две новые частицы: нейтрон и позитрон.

Не были ли они до открытия "скрытыми переменными"? Если нет, то чем они были?

В конце концов, квантовая механика – не абстрактный физический фор мализм, а теория чего-то очень конкретного: атомов, их структуры, состоящей из положительно заряженного ядра и оболочки из отрицательно заряженных электронов. Квантовая механика объясняет, по крайней мере в принципе, весь ма конкретные свойства химических элементов.

В 1931 г. еще предполагали, что атом состоит только из двух материаль ных частиц – электрона и протона. Кроме того, предполагалась, конечно, нема териальная частица – фотон. Все атомные структуры объяснялись в этих тер минах, причем атомные ядра также строились из них, правда, принцип этого построения оставался неизвестным.

Но уже в 1932 г. были открыты позитрон и нейтрон. В 1933 г. Паули об народовал на Сольвеевской конференции в Брюсселе свою идею существования другой частицы, для которой Ферми предложил название "нейтрино".

Имеет смысл кратко обсудить причины, по которым ведущие физики не увидели в этих открытиях опровержения их установки считать квантовую ме ханику в соответствии, скажем, с формулировкой фон Неймана, конечным пунктом пути физического познания (endgltig) и полной теорией (vollstnding).

(а) Позитрон. Имеются основания утверждать, что открытие позитрона было на первых порах весьма неохотно воспринято Бором, Гейзенбергом, Шре дингером, а также Эддингтоном. Однако, когда стало ясно, что это открытие не может быть опровергнуто, оно, думаю справедливо, было объявлено успехом квантовой механики в той форме, в которой эта теория была изложена Дира ком. Ибо действительно Дирак получил, исходя из своей теории, предсказание существования положительно заряженной частицы. Он полагал, что его пред сказание относится к протону. Но оно лучше соответствовало позитрону. Так что возникло хорошее основание объявить, что позитрон не только не опровер гает квантовую механику, но, наоборот, подтверждает ее [15].

(б) Чадвик со своим нейтроном доставил меньше хлопот. Нейтрон мог бы рассматриваться как состоящий из протона и электрона. Оказалось, однако, что возникает серьезная трудность: теория – квантовая механика – не справляется с объяснением такого строения нейтрона. Пришлось принять существование но вой частицы, которая вероятно возникает либо в процессе совместного перехо да протона и электрона в нейтрон, либо при эмиссии позитрона из протона.

(Было интересно прочитать в одной из недавних статей Р.М. Сантилли, что эта "первая структурная модель нейтрона" оживает в его теории "разрешающей те технические проблемы, которые в свое время привели к отказу от этой модели" [16].) Автор говорит, что "все трудности возникали из-за предпосылки, соглас но которой атомная механика" (так Сантилли именует квантовую механику) применима в пределах нейтрона, и что эти трудности исчезли, когда стала ис пользоваться обобщенная механика.

(в) Вполне понятно, что люди, верящие в окончание пути (а к таковым тогда принадлежал Паули), уже не были поражены открытием нейтрино (прав да, нейтрино тогда, по сути дела, не было еще открыто – тогда это была чисто спекулятивная частица), хотя открытие должно было бы рассматриваться как еще одна "скрытая переменная". Сейчас, однако, они неосознанно изменили свою позицию, в том числе и свое представление о скрытых переменных. Пер воначально под названием "квантовая механика" выступала теория атома (включая атомное ядро, само собой разумеется). Особенно это было ясно в контексте дискуссии Бора, Гейзенберга и других с Эйнштейном. Теперь же главным образом благодаря Гейзенбергу, Борну, Йордану, Шредингеру, а также Дираку, Гордону, Клейну имя квантовой механики становится просто названи ем высокоэффективного математического формализма, причем формализма, который, возникнув в качестве теории движения отрицательного электрона в поле положительного ядра, находит все более и более широкое применение.

Этот формализм, однако, очень сильно изменился и шагнул далеко за пределы первоначальной теории Гейзенберга, Борна и Иордана – теории, трактовавшей ся как осуществленная цель физики.

(г) После того как в 1935 г. Юкава предсказал новую частицу, позднее на званную мезоном, ее поиск привел к открытию нескольких разных мезонов. Но ни одна из этих частиц, как и многие другие элементарные частицы, не рас сматривалась в виде того, что раньше обозначалось как "скрытая переменная".

Причем это продолжалось и после того, как "скрытые переменные" освободи лись от первоначального постулата фон Неймана, по которому их роль – вос становление детерминизма в теории, постулата, который некоторые, включая меня, с самого начала рассматривали как невыполнимый.

Тем временем квантовая механика разрослась. Но ее название более или менее сохраняют, поскольку эта теория сохранила ряд характерных принципов (соотношения коммутации, соотношения неопределенностей Гейзенберга, принцип запрета Паули). В итоге оно применяется к квантовой электродинами ке, квантовой теории поля и даже к квантовой хромодинамике и к теориям, вводящим новые квантовые числа, т.е. то, что раньше называлось "скрытыми переменными". Таким образом, защита Бором тезиса о полноте квантовой ме ханики (т.е. тезиса окончания пути) в его полемике с Эйнштейном осталась в силе и после того, как сама теория радикально изменилась, а ее неполнота стала слишком очевидной, чтобы быть предметом крупных интеллектуальных столк новений.

Возможно теория изменилась не в том направлении, на которое надеялся Эйнштейн. Но не в этом состоял главный предмет его полемики: Эйнштейн ни когда не был догматически настроен даже в отношении тех теорий, которые он решительно поддерживал.

Догматизм был инкриминирован ему теми, кто вроде Гейзенберга (в ци тированном выше пассаже из предисловия к переписке Эйнштейна и Бора) на стаивал на тезисе окончательности квантовой механики и после того, как новые и, по-видимому, уже не столь приветствуемые революции показали, что до конца еще далеко.

Выше я упоминал Сантилли и хочу сказать, что он – один из представи телей нового поколения – движется в ином направлении. Я весьма далек от то го, чтобы преуменьшать вклад гигантов, создававших квантовую механику – Планка, Эйнштейна, Бора, Борна, Гейзенберга, де Бройля, Шредингера, Дирака.

Высоко оценивает работу этих людей и Сантилли. Однако, что характерно, он отличает область "бесспорной приложимости" квантовой механики (он называ ет ее атомной механикой) от ядерной механики и адроники, и его самый при влекательный аргумент в поддержку того, что квантовая механика не может без новых проверок считаться истинной в области ядерной механики и адроники, состоит, как мне кажется, в призыве вернуться к здравомыслию – к реализму и объективизму, которые отстаивал Эйнштейн и которые были отвергнуты двумя другими великими физиками – Гейзенбергом и Бором.

V Таковы предпосылки, позволяющие понять современную ситуацию в фи зике. Правда, возникли новые моменты: например в работах Дж. Белла (я их рассмотрю ниже). Однако даже работы Белла через аргумент Эйнштейна, По дольского и Розена напрямую связаны с проблемами реализма, вероятности, полноты и финальности. Сам же этот аргумент в его первоначальной форме был направлен против характерной для копенгагенской интерпретации оппози ции реализму.

Действительно, за последнее десятилетие появились новые захватываю щие результаты, касающиеся основ квантовой теории. Они связаны со знамени тым мысленным экспериментом (1935) Эйнштейна, Подольского и Розена (да лее ЭПР). Эйнштейн придумал этот эксперимент вскоре после того, как я попы тался предложить аналогичный эксперимент. Однако мой мысленный экспери мент, материал по которому я опубликовал в "Naturwissenschaften" и в "Logik der Forschung" в 1934 г., был несостоятелен. Поскольку я действовал сходным, правда, к сожалению, ошибочным образом, стоит наверное упомянуть, что я был одним из первых философов, осознавших значимость ЭПР, и всегда очень интересовался этим мысленным экспериментом. Среди физиков он был попу лярен с самого начала, однако философы игнорировали его. Именно аргумент ЭПР привел к новым результатам, касающимся основ квантовой теории, в ча стности к тому, что называется неравенством Белла и проблемой нелокальности [17].

Следует различать два этапа в той концептуальной эволюции, которая привела к современному положению дел. На первом этапе появилась сама ста тья ЭПР, написанная против действия на расстоянии. Эта статья сделала впер вые ясным то, что копенгагенская интерпретация ведет к признанию действия на расстоянии, причем даже на очень большом расстоянии.

Второй этап связан с именем Давида Бома [18]. Здесь возник ряд новых моментов. Аргументация Бома основывается на поляризации или спине. В ис ходной версии ЭПР спин не играл роли, но в версии Бома он приобрел решаю щее значение. Исходная версия ЭПР была чисто мысленным аргументом, сна чала казалось, что соответствующий реальный эксперимент невозможен. Бо мовская же версия оказалась экспериментально проверяемой.

VI Исходная версия ЭПР аргумента была, в сущности, направлена против интерпретации Гейзенбергом так называемых "соотношений неопределенно стей", сформулировавшим эти соотношения, т.е. против той интерпретации формулы p q ћ/2, (1) которая была предложена Гейзенбергом. Данная формула устанавливает, что два интервала или диапазона – в данном случае интервал px проекции им пульса вдоль оси x и интервал qx пространственной координаты на оси x – связаны таким образом, что их произведение не может быть меньше, чем по стоянная Планка, деленная на 2. Это означает, разумеется, что чем меньшим мы делаем px, тем большим становится qx, и vice versa.

Формула такого рода характерна для любой волновой теории. Она, на пример, возникает, если волновая теория света прилагается к ситуации, когда луч света, распространяющийся вдоль оси x падает на экран с узкой щелью.

Чем уже щель qx, тем больше будет после прохождения луча через щель угол рассеяния импульса этого луча в направлении y. (Аналогичный результат получается из шредингеровской волновой теории электронов.) Формула (1) может быть получена, например, путем применения волно вого уравнения к описанной физической ситуации. Это говорит о том, что фор мула нуждается в интерпретации: она возникает из теории, когда теория при лагается к таким опытам, как опыт с лучом, падающим на экран с узкой щелью, а также к сходным опытам.

Согласно Гейзенбергу и копенгагенской интерпретации, дело здесь в проблеме, которая возникает при всяком измерении, так что формула (1) спра ведлива для всех измерений некоммутирующих пар переменных и для всех эле ментарных частиц, скажем протонов, электронов.

На первых порах она не рассматривалась как часть формализма самого по себе (таковой частью, например, считалось уравнение Шредингера). Она выво дилась Гейзенбергом путем приложения формализма к небольшому числу та ких физических ситуаций, которые могут быть представлены как измерения.

Гейзенберг пытался объяснить ограничения, которые его интерпретация накладывает на все возможные измерения, указывая, что если мы измеряем элементарную частицу, мы возмущаем ее или воздействуем на нее.

Эта ранняя интерпретация предполагала, что частица имеет отчетливо фиксируемое положение и импульс, но мы никогда не можем их точно изме рить из-за нашего взаимодействия с ней. Эта интерпретация изменилась после того, как Шредингер предположил, что частица может быть представлена вол новым пакетом и может в действительности быть таким пакетом [19].

Аргумент Эйнштейна, Подольского и Розена может трактоваться как на правленный против (а) представления о том, что частица не может обладать в одно и тоже время точной координатой и точным импульсом, (б) представления о том, что всякое измерение координаты должно возмущать импульс частицы и vice versa. Рассмотренный очень кратко, он представляет собой следующее [20].

Представим себе составную систему, описываемую уравнением Шредин гера и состоящую, скажем, из двух частиц A и B, которые предварительно со ударялись друг с другом. После соударения они разлетаются в разные стороны, и над одной из частиц, скажем A, проводится измерение. Мы можем выбирать, какое свойство подлежит измерению, например, измерять координату или им пульс. Если измеряется координата A, то результат измерения вместе с функцией составной системы позволяет найти координату B. Если измеряется импульс A, то аналогичным образом можно определить импульс B. "Квантовая механика, – пишет Эйнштейн, – дает нам тогда (т.е. после измерения над A) функцию для подсистемы B, и мы получаем разные -функции, которые разли чаются выбранным способом измерения системы A" [21]. Частицу B можно тем временем поместить, скажем, на Сириус. Иными словами, в противопо ложность тому, что заявляет копенгагенская интерпретация, мы имеем возмож ность измерять координату или импульс B, не возмущая эту систему (возмущая только подсистему A).

В самом деле, B слишком удалена, чтобы на нее можно было бы воздей ствовать. В ЭПР аргументе предполагается, что дальнодействие невозможно (что следует из специальной теории относительности). Это предположение позднее было названо "принципом локальности" и "принципом локального дей ствия". Исходя из факта, что мы можем определить координату и импульс час тицы B, не измеряя их непосредственно (проводя измерения только над A ), Эйнштейн заключил, что частица B обладает одновременно как координатой, так и импульсом, и что при каждом из двух решений – измерять либо коорди нату, либо импульс – квантовая механика даст нам о B неполную информацию.

Причем ограниченность возможной информации о B не вытекает из нашего возмущения B – ведь мы не воздействуем на B. Измеряя импульс A (и воздейст вуя на A ), мы возмущаем ее координату, измеряя координату A (и воздействуя на A ), мы возмущаем ее импульс. Однако мы не можем воздействовать также на B, которая может находиться на расстоянии нескольких световых лет от A и, стало быть, никак не затрагиваться теми измерениями, которые производятся над A (если, разумеется, не принимается дальнодействие, мгновенное действие, распространяющееся со скоростью, большей световой, ибо измерение над A да ет нам информацию о B в тот же момент времени, в который мы проводим это измерение).

Согласно принципу локальности, удаленные друг от друга и невзаимо действующие объекты независимы. Таким образом, независимо от "акта на блюдения" B должна обладать некой объективной реальностью и одновременно иметь точную координату и точный импульс, хотя мы и не можем их узнавать одновременно.

(В скобках я бы добавил, что статья ЭПР несмотря на всю свою важность, на мой взгляд, имеет несколько дефектов, затрудняющих обсуждение изложен ной выше проблемы. В ней слишком много внимания уделено вопросу о том, что мы должны называть реальным, а также вопросу, касающемуся полноты квантовой механики, – вопросу, отвлекающему от главного, ибо обсуждая его, забывают стоящий за ним тезис окончания пути. Каждая физическая теория не полна в нескольких смыслах этого слова, и неполнота квантовой механики оче видна, так как эта теория не позволяет, например, проследить соотношение ме жду абсолютными значениями физических констант e, c и h.) В статье ЭПР наиболее важны следующие два вопроса: (1) правильна ли гейзенберговская (и подобные ей) интерпретации, а именно – может ли неопре деленность быть объяснена ссылкой на вмешательство наблюдателя в дела на блюдаемого объекта, и (2) существует ли действие на расстоянии. Можно ли, делая что-то с A, наблюдая или измеряя, воздействовать на B, которая может быть удалена на расстояние в несколько световых лет от A?

Как отмечалось выше, в настоящее время действие на расстоянии исклю чено эйнштейновской специальной теорией относительности, которая, кстати, имеет хорошее эспериментальное подкрепление. Специальная теория относи тельности предполагает принцип локальности. Если бы действие на расстоянии (даже действие, не способное служить сигналом [22]) существовало, то специ альная теория относительности нуждалась бы в соответствующей коррекции.

(Фактически мы должны были бы вернуться к интерпретации формализма спе циальной теории относительности, выдвинутой Лоренцем, – мы обсудим это ниже). Ни Эйнштейн, ни Бор (ни Гейзенберг) никогда не предполагали, что от принципа локальности нужно отказаться. И я полагаю, что если бы Бор столк нулся с теоретическими результатами, предполагающими, что квантовая теория ведет к нарушению локальности, он бы рассматривал их как весьма сильный аргумент против квантовой теории и возможно даже как ее опровержение [23].

Это становится ясным при знакомстве с материалами малоизвестной дис куссии между Эйнштейном и Бором, опубликованными в 1948 г. в "Dialectica" [24]. В своей статье Эйнштейн выдвигает весьма умеренный и простой аргу мент против копенгагенской интерпретации квантовой механики. Во-первых, он формулирует то, что теперь называют принципом локальности, т.е. принцип исключения действия на расстоянии, называя его принципом действия на исче зающе малых расстояниях или Prinzip der Nahewirkung.Затем он отмечает, что принципы квантовой механики, по крайней мере в ее копенгагенской интерпре тации, несовместимы с принципом локальности и что в случае истинности квантовой механики, которая утверждается Бором, в природе должно сущест вовать действие на расстоянии.

"Мне кажется, – продолжает Эйнштейн, – не подлежит сомнению, что физики, которые считают квантовомеханический способ описания принципи ально окончательным, будут на эти соображения реагировать следующим обра зом: они откажутся от требования … о независимом существовании имеющих ся в различных областях пространства физических реальностей, они могут с полным правом ссылаться на то, что квантовая механика нигде в явном виде не применяет это требование".

Эйнштейн таким образом непосредственно фиксирует, что принцип ло кальности не относится к явным тезисам квантовой механики. Он, однако, про сит нас иметь в виду, что когда он рассматривает все известные ему физические явления и особенно те, которые успешно описываются квантовой механикой, он нигде не находит ни одного физического факта, который сделал бы для него весьма вероятным то, что принцип локальности должен нарушаться. "Во вся ком случае, – заключает Эйнштейн, – нужно, по-моему мнению, остерегаться того, что при отыскании единой основы для всей физики догматически опи раться (dogmatisch festlegen) на схему современной теории".

Если мы вникнем в ответ Бора на статью Эйнштейна (этот ответ был на писан после эйнштейновской статьи – Бор писал его, положив перед собой эйнштейновскую статью, но ответ был опубликован Паули перед этой статьей) или в редакционное предисловие, написанное Паули, то нам станет ясно, что ни один из них не полагал, что Эйнштейн правильно интерпретирует квантовую механику, считая, что она ведет к действию на расстоянии. Паули отвергает как "лишенное смысла" любое утверждение об одновременных значениях "наблю даемых", для которых в гильбертовом пространстве не существует возможных векторов, по-видимому, полагая, что тем самым он дал убедительный ответ Эйнштейну. Читая ответ Бора, приходишь к выводу, что он, возражая Эйн штейну, нигде не допускает, что квантовая механика ведет к признанию дейст вия на расстоянии.

VII За последнее десятилетие все казалось бы изменилось. Многие современ ные физики сказали бы, что то, что мы могли бы назвать альтернативой Эйн штейна, – либо квантовая механика, либо локальность – действительно имеет смысле (хотя они, по-видимому, не знают, что эта альтернатива была очерчена Эйнштейном). Отсюда следует, что аргумент Бора против Эйнштейна был не верен и даже внутренне противоречив. Тем не менее эти физики думают, что Эйнштейн был не прав, поддерживая принцип локальности, а боровская анти реалистическая философия была верна.

Этот новый подход коренится в той переформулировке ЭПР аргумента в терминах спина, которая была дана Д. Бомом. Бомовская версия этого аргумен та, которая, на мой взгляд, очень сильно отличается от первоначальной ЭПР, берет в рассмотрение две частицы, чьи спины взаимодействуют. После этого измеряют спин одной из них и тем самым определяют спин другой. Измеряя различные компоненты спина, скажем A, мы определяем соответствующие компоненты спина B [25].

Остановлюсь на некоторых различиях между исходным ЭПР аргументом и его бомовской версией. Эти различия связаны с особенностями двух способов приготовления квантово-механического состояния [26]. Это приготовление мо жет быть просто селективным, а может, кроме того, создавать новые предрас положенности (propensities) – как в случае отбора состояния частицы при по мощи поляризатора (например, призмы Николя или кристалла турмалина).

Первое приготовление связано либо с обычным ретросказательным измери тельным экспериментом, либо с тем видом приготовления, которое я называю "физической селекцией" [27]. Бомовская (и, следовательно, также белловская) версия ЭПР эксперимента представляет собой, однако, селекцию во втором смысле этого слова: этот эксперимент базируется на измерении поляризации, которое придает новые предрасположенности рассматриваемым частицам. Не исключено поэтому, что этот эксперимент будет сильно отличаться от экспери мента с другом типом приготовления состояния. Не исключено, что ЭПР экспе римент в бомовско-белловской версии свидетельствует в отличие от первона чального варианта в пользу действия на расстоянии, следовательно, не в пользу специальной теории относительности. Если это действительно так, то перед нами возникает новое и очень интересное различие двух видов селекции или приготовления состояния.

Заметим, что в связи со спином возникают другие проблемы. Во-первых, мы так мало знаем о спине, что не исключено, что Бом ошибался, предполагая, что его спиновая версия ЭПР эквивалентна предложенной Эйнштейном. Говоря это, я имею в виду то, что у нас нет реалистической теории спина. Спин, при сутствующий в теории атома, отличается от того, что мы обычно реалистически называем спином. Спин – это что-то очень странное и в некотором смысле сло ва неклассическое. Возможно в связи со спином действительно имеет место действие на расстоянии (см. ниже). Но это не значит, что на неограниченно большом расстоянии. Между прочим, фактор большого расстояния имел ре шающее значение для оригинальной версии ЭПР. В результате, если будет до казано дальнодействие для малых протяженностей, это еще не будет аргумен том против исходной версии ЭПР, а только против бомовской его версии. Не исключено, что аргумент со спином в конечном итоге не окажет существенной помощи копенгагенской интерпретации. Новые эсперименты типа ЭПР экспе риментов спасли бы копенгагенскую интерпретацию лишь в том случае, если бы нелокальное действие распространялось на любые расстояния. (Кстати, да же сейчас редко осознают необходимость различать формализм квантовой тео рии от ее копенгагенской интерпретации.) Пока речь шла о возможном. Однако ЭПР эксперимент, сформулирован ный в терминах спина, не просто мысленный эксперимент, он может быть ре ально выполнен. Теоретическая основа такого эксперимента была разработана Дж. Беллом, и ряд экспериментов был выполнен. (Мои настоящие замечания базируются на предположении, что белловская интерпретация его теоремы физически корректна;

это, однако, открытый вопрос.) Указанные проверки предполагают проверку того, что теперь называется неравенством Белла. Хотя окончательные выводы делать рано, большинство экспериментов, по-видимому, свидетельствуют против того, что Белл назвал "локальными реалистическими теориями", и в пользу квантовой механики и возможно даже ее копенгагенской интерпретации.

Признаюсь, эти результаты удивили меня. Когда я в первый раз услышал, что Ф. Клаузер и А. Шимони намереваются проверить неравенство Белла, я предположил, что в результате квантовая теория будет опровергнута. Однако мое ожидание оказалось ошибочным, поскольку большинство проверок свиде тельствовало о другом.

VIII Тем не менее я не отказываюсь от моей реалистической интерпретации физики и пока не отказываюсь даже от локальности. Напротив, в отличие от А.

Шимони я считаю, что нет ни малейшего повода полагать, что новейшие экспе рименты, даже если бы их результат показывал, что от локальности следует от казаться, навредили реализму. Скорее (я это объясню в следующем разделе) этот результат, если он действительно справедлив, свидетельствует против эйнштейновской и в пользу лоренцевской интерпретации формализма в специ альной теории относительности, а также в пользу ньютоновского абсолютного пространства (Ньютон и Лоренц были, конечно же, реалистами).

Вышеупомянутые эксперименты, основанные на теореме Белла, – факти чески первые эксперименты, которые могут рассматриваться в качестве ре шающих с точки зрения выбора между теорией Лоренца и специальной теорией относительности, хотя они проводились с иной целью и, насколько я знаю, ни кто не утверждал, что они могут использоваться для того, чтобы решить, кто же прав – Эйнштейн или Лоренц.

Долгое время и совершенно независимо от ЭПР аргумента я говорил, что хотя представление об отсутствии действия на расстоянии во всех отношениях более удовлетворительно, чем идея действия на расстоянии (особенно с точки зрения реалиста), не следует полагать, что действие на расстоянии априори не возможно или что оно исключено реализмом.

Этот подход слегка отличается от подхода Эйнштейна, который говорил, что "существует одно допущение, которое мы, на мой взгляд, должны поддер живать при всех обстоятельствах: реальное положение вещей (состояние) сис темы S2 не зависит от того, что проделывают с пространственно отдаленной от нее системой S1" [28]. Не думаю, что следовало бы легко отказываться от этого допущения, но вряд ли нужно стремиться сохранять его "при всех обстоятель ствах". Нам надо быть готовыми к тому, чтобы где-то принять действие на рас стоянии.

Но прежде чем отбросить такой интуитивно приемлемый принцип, как принцип локального действия, вся ситуация в целом должна быть проанализи рована более глубоко и тщательно, чем это делалось до сих пор. Разумеется, действие на расстоянии несовместимо со специальной теорией относительно сти, точнее с эйнштейновской (в отличие от лоренцевской) интерпретацией этого формализма (я уже отмечал это). Действие на расстоянии, если бы оно было принято, потребовало бы значительной модификации специальной теории относительности, потребовало бы отбросить ее эйнштейновскую интерпрета цию. Не следует, однако, забывать, что с точки зрения общей теории относи тельности специальная теория относительности – лишь первое приближение.

В любом случае главное, что мне хочется сказать и что, как я полагаю, хотел сказать сам Эйнштейн, состоит в следующем. Обычно все происходит в мире по принципу локального действия и вопреки тому, что, как считается, да ют эти эксперименты. Если принимается действие на расстоянии, то в мире на ряду с нормальным допускается ненормальный ход событий. Это было бы сильным ударом по здравому смыслу. Но все представления здравого смысла, включая и это представление, всегда должны быть открыты для критики.

Однако не только здравый смысл конфликтует с этими экспериментами и с отрицанием локальности. С ними конфликтуют все наши астрономические знания и результаты технических приложений физики, ибо все они предпола гают реальность времени и исключают действие на расстоянии. И что даже бо лее важно – выводимые из этих экспериментов, а также из ситуации в атомной физике в целом идеалистические утверждения, в особенности теория, согласно которой течение времени – это субъективная иллюзия, находятся, как мне представляется, в глубоком конфликте с биологией и теорией эволюции.

Поэтому, до того как отвергнуть локальность, нам кроме указанных не давних экспериментов, которые, кстати, вызывают много вопросов, предстоит еще многое сделать. И подчеркнем снова, что их результаты вопреки многочис ленным утверждениям не входят в противоречие с реализмом. За истекшие ше стьдесят лет не без влияния махизма философы и физики слишком часто спе шили поверить идеализму. Одна из задач настоящего тома Постскриптума – постараться проанализировать многие из прошлых аргументов в пользу идеа лизма, которые многие физики считают просто само собой разумеющимися, и показать их ошибочность.

IX Мне хотелось бы предложить простой эксперимент, который можно рас сматривать как обобщение аргумента Эйнштейна, Подольского и Розена [29].

ЭПР "мысленный эксперимент", в том виде как он был первоначально сформу лирован, – всего лишь аргумент, а не реальный эксперимент. Я хочу предло жить решающий эксперимент, позволяющий проверить, достаточно ли только познавания, чтобы возникла "неопределенность", а вместе с нею (как предпола гает копенгагенская интерпретация) рассеяние значений сопряженных величин, или же за это рассеяние ответственна именно физическая ситуация.

У нас есть источник, скажем, позитроний, который испускает в противо положенных направлениях пары провзаимодействовавших частиц. Рассмотрим пары частиц, движущихся вдоль положительной и отрицательной осей к двум экранам со щелями A и B, ширину каждой из которых можно регулировать (рис. 2). Позади щелей по обе стороны расположены наборы счетчиков Гейгера, образующие полуокружности.

Допустим, что интенсивность излучения испускаемых частиц очень низ ка, так что очень высока вероятность того, что две частицы, которые действи тельно прореагировали до испускания, будут зарегистрированы слева и справа одновременно.

Те из частиц, которые прошли сквозь щели A и B будут регистрироваться счетчиками Гейгера. Причем наши счетчики – счетчики совпадений: они связа ны таким образом, что регистрируют лишь те частицы, которые одновременно проходят через A и B. Тем самым почти достоверно, что подсчитываются толь ко пары провзаимодействовавших друг с другом частиц.

Теперь, делая щели A и B шире или уже, проверим гейзенберговский раз брос для обоих пучков частиц (движущихся направо и налево). Если щели су жаются, то начинают работать счетчики, расположенные выше и ниже по от ношению к щелям. То, что эти счетчики "вступили в игру", означает расшире ние угла рассеяния при сужении щелей в соответствии с гейзенберговскими со отношениями.

Сделаем щель A очень узкой, а щель B очень широкой. Согласно ЭПР ар гументу, мы измерили qy для обеих частиц (одна проходит через A, а вторая че рез B) с одинаковой точностью qy щели A, поскольку мы теперь можем при близительно с той же самой точностью рассчитать координату y частицы, кото рая проходит через B, хотя эта щель гораздо шире. Мы достигли таким образом достаточно точного "знания" координаты qy этой частицы – косвенно измерили координату этой частицы по оси y. И поскольку, согласно копенгагенской ин терпретации эта координата – наше знание, описываемое теорией и особенно соотношениями Гейзенберга, мы ожидаем, что импульс py пучка, приходящего через B, имеет такой же разброс значений, что и у пучка, проходящего через щель A, хотя она намного уже, чем щель B.

Однако рассеяние может быть, в принципе, проверено посредством уста новленных счетчиков. Если копенгагенская интерпретация верна, то такие счетчики, находящиеся за B и показывающие широкое рассеяние (и узкую щель), должны теперь подсчитывать совпадения: речь идет о счетчиках, кото рые до того, как щель A была сужена, не считали каких-либо частиц.

Подведем итог: если копенгагенская интерпретация верна, то любое воз растание точности просто нашего знания координаты qy частиц, движущихся направо, должно увеличить их рассеяние, причем это предсказание должно быть проверяемым.

Я склонен предположить, что проверка покажет против копенгагенской интерпретации. Хотя отсюда будет следовать, что тезис Гейзенберга о том, что его формула применима ко всем видам косвенных измерений (тезис, который приверженцы копенгагенской интерпретации – такие как фон Нейман – твердо считают частью квантовой механики), подорван, сама квантовая механика (на пример, формализм Шредингера) останется в неприкосновенности.

Какой же будет координата, если наш эксперимент (вопреки моему ожи данию) подтвердит копенгагенскую интерпретацию, т.е. если частицы, чьи ко ординаты по оси y косвенно измерены в B, обнаружат возросшее рассеяние?

Это могло бы интерпретироваться как указание на действие на расстоя нии, и если так, то нам придется отказаться от эйнштейновской интерпретации специальной теории относительности, т.е. вернуться к интерпретации Лоренца, а вместе с нею к ньютоновскому абсолютному пространству и времени. Мы не должны в таком случае отказываться от какой-либо формулы специальной тео рии относительности, ибо специальная относительность – интерпретация фор мализма, и тот же самый формализм может интерпретироваться либо как спе циальная теория относительности, либо как лоренцевское представление, со гласно которому существуют абсолютные пространство и время, которые, од нако, по причинам, зафиксированным в формализме, не могут быть обнаруже ны. Что же касается эйнштейновской интерпретации специальной теории отно сительности, то она утверждает, что одновременность не имеет абсолютного смысла, что если нет какого-либо способа обнаружить абсолютное пространст во и время – когда это обнаружение действительно исключено формализмом, то не следует и допускать их существование.

В свое время, конечно, лоренцевская приверженность покоящемуся эфи ру и ньютоновскому абсолютному пространству и времени выглядела несколь ко скандальной, а релятивистская интерпретация того же формализма была простой, элегантной и убедительной. С моей точки зрения, решающим аргу ментом в пользу эйнштейновской теории было то, что она показала возмож ность замены ньютоновской теории (которая была более успешна, чем какая либо другая теория из когда-либо предлагавшихся теорий) альтернативной тео рией с более широкой областью приложения, и так относящейся к ньютонов ской теории, а также что каждый успех последней будет успехом и альтерна тивной теории, которая при этом корректирует и некоторые результаты ньюто новской теории. Указанное логическое отношение между этими двумя теория ми, на мой взгляд, более существенно, нежели то, какая из них является луч шим приближением к истине.

Бор был, конечно же, страстным почитателем специальной теории отно сительности. Он, как и почти всякий в то время, хотел бы избежать ее опровер жения. Если было бы показано, что такое опровержение необходимо, чтобы защитить квантовую механику, то это даже для Бора, по-видимому, означало бы, что квантовая механика опровергнута. Так что специальная теория относи тельности определила в какой-то степени тот стандарт, которому квантовая ме ханика должна была соответствовать.

Однако только теперь новые эксперименты, проистекающие из работ Белла, создали ситуацию, в которой возможно предложение заменить эйнштей новскую интерпретацию на лоренцевскую. Если существует действие на рас стоянии, то имеется что-то похожее на абсолютное пространство. Вспомним, что до сих пор при выборе между лоренцевской теорией и специальной теорией относительности ничего похожего на решающий эксперимент не проводилось.

Если теперь из квантовой механики вытекают теоретические аргументы в поль зу введения абсолютной одновременности, то они заставляют вернуться к ло ренцевской интерпретации.

X Настоящий том Посткриптума посвящен главным образом физическим проблемам. Эти проблемы тем не менее одновременно подводят нас к тому, что я назвал "Метафизическим эпилогом", в котором очерчен представляющийся мне новым и обещающим путь рассмотрения физического космоса и особенно проблемы материи, путь, на котором, как я надеюсь, станет возможным разре шить трудности квантовой теории. Появление этого тома поэтому вызвано к жизни не столько проблемами микрофизической теории, которая важна сама по себе, сколько проблемами физической космологии [30].

Космологические размышления играют и всегда играли чрезвычайно важную роль в развитии науки. Критически исследуя эти умозрительные тео рии, мы можем в значительной мере развить их, возможно до такой степени, что они будут допускать эмпирическую проверку. (Так поступили авторы тео рии стационарной расширяющейся вселенной, причем проверки привели к от вержению этой теории.) Многие космологические спекулятивные теории – в особенности в их начальных формулировках – не могут быть эмпирически про верены и фальсифицированы, поэтому я предпочитаю называть их скорее ме тафизическими, чем научными.

В этом томе я ввел термин "метафизические исследовательские програм мы", чтобы обозначить двойственный характер этих космологических теорий:

их программный характер, формирующий и определяющий процесс научного исследования, их непроверяемость (по крайней мере на первых порах) и, стало быть, метафизичность.

В "Метафизическом эпилоге" настоящего тома я сказал немного об ис следовательских программах вообще. Кроме того, я предложил реальную ис следовательскую программу, применяемую к действительным проблемам фи зики и биологии и обеспечивающую их интерпретацию. По ходу введения моей метафизической исследовательской программы мне пришлось вникнуть в исто рию науки и реконструировать "ситуационную логику (logic of situation)", а именно отчетливо сформулировать последовательность проблемных ситуаций в физике (а затем и биологии) в терминах, в которых должны рассматриваться моя собственная метафизическая исследовательская программа, а также ее мно гие предшественницы и соперницы, для того чтобы быть понятыми, подвергну тыми критике и оцененными.

Где только не встретишь такие исследовательские программы! Они опре деляют или возникают из того, что в какой-то момент рассматриваются как удовлетворительное объяснение научной проблемы. По-видимому, Томас Кун имел в виду что-то близкое, когда употреблял термин "парадигмы" [31]. Моя точка зрения, правда, радикально отличается от его точки зрения: я смотрю на эти программы через призму ситуаций, которые могут быть рационально ре конструированы, и вижу в научной революции результат рациональной крити ки, т.е. той деятельности, которую в историческом развитии науки я считаю важнейшей. Пусть опровержение научной теории так влияет на ученого, что выглядит чем-то похожим на обращение в иную веру. Но это будет рациональ ное обращение (например, ситуация с Резерфордом) [32].

Название "метафизические исследовательские программы" использова лось мною для обозначения некоторых исследовательских программ в науке, а именно – для тех из них, которые экспериментально непроверяемы. Спустя бо лее десяти лет некоторые из моих сотрудников изменили это название, введя термин "научно-исследовательские программы (scientific research programmes)".

Разумеется, наука пронизана этими исследовательскими программами, и они играют решающе важную роль в ее развитии. Но обычно они все же не имеют характера проверяемых научных теорий. Они могут стать научными теория ми, но тогда у нас нет больше повода называть их исследовательскими про граммами. Ведь в любом случае их намного труднее критиковать, чем теории, и намного легче сохранять некритически.

В самом деле, зачем восхвалять достоинства исследовательских про грамм. Давайте лучше развивать их методологию. Ученые всем своим образо ванием помещены внутрь исследовательских программ (в этом отношении Кун, по-видимому, прав). Нет поэтому нужды беспокоиться о поддержке исследова тельских программ или о "программировании" ими исследования. Как правило, актуальнее побуждать людей критиковать исследовательские программы или освобождаться от них, чем призывать их принять этих программы и стать их приверженцами.

(Это просто объясняется в терминах ситуационной логики. Молодой уче ный, если он не является исключительно одаренным и столь же исключительно хорошо подготовленным, обычно ощущает такую подавленность обилием и разнообразием проблем той области знания, в которую он хочет войти, что им нередко овладевает чувство отчаяния, неверия в свою способность внести свой вклад в ее развитие. Исследовательская программа значительно облегчает стоящую перед ним задачу. Приведенное ситуационное объяснение может вос приниматься как частичная поддержка куновской "нормальной науки".) Обычно мы сознаем свою исследовательскую программу только тогда, когда на нас нисходит, что она вероятно базируется на ложной метафизике.

Осознавая, что мы работаем в пределах некоторой метафизической исследова тельской программы, мы, в сущности, осознаем, что возможны альтернативы.

Это означает, что мы отказываемся от нашей метафизической исследователь ской программы как от эвристики и смотрим на ее альтернативы как на нечто возможно более продуктивное.

В тех же редких случаях, когда метафизическая исследовательская про грамма в самом деле становится осознанной (или даже намеренно вводится, как вводится моя космология предрасположенностей), ее следует рекомендовать лишь с условием соблюдения последовательно критического отношения к ней и поиска возможных альтернатив.

Это вопрос рациональности человека и более специальный вопрос рацио нальности науки. Нам надо всегда помнить об опасности превращения в "нор мальных ученых" – ученых, которые работают слепо, некритически, не осозна вая предпосылок своих исследовательских программ. "Нормальный ученый" не стремится быть рациональным настолько, насколько это в его силах, ибо не пы тается быть критичным настолько, насколько он может быть критичным.

С моей точки зрения методологи научно-исследовательских программ недостаточно понимают ту фундаментальную роль, которую в развитии знания играет критицизм [33]. Как я вижу эту проблему, критичность – это первейший долг ученого и всякого, кто хочет продвигать вперед познание. С другой сторо ны, видение новых проблем и обладание новыми идеями – творческая ориги нальность, это уже не чей-то долг, это – дар божий.

Притягательная сила исследовательских программ, проявившаяся в этом новейшем течении, глубоко коренится в старой жажде оригинальности и одно временно эвристики, алгоритма, научного метода, ведущего к новым и лучшим идеям [34]. Как я давал понять во всех моих работах, такой эвристики, позитив ной методологии, по всей видимости, не существует. Что касается старого во проса о методе – почему некоторые люди выдвигают хорошие идеи, а другие нет, то надлежащий ответ состоит в том, что у одних людей появляется много идей – среди них возможно есть несколько хороших, – и эти люди весьма кри тичны в отношении к собственным идеям, тогда как другие имеют мало идей, по отношению к которым они не очень критичны. По всей видимости, каждый может умножить число идей, которыми он располагает, и несомненно быть бо лее критичным в отношении своих идей. Но в любом случае у нас никогда не будет уверенности, что мы продвигаемся в верном направлении. Даже если бы появилась такая эвристика, даже если бы появился проторенный путь к новым идеям или проблемам, выглядящим как "хорошие" или "прогрессивные", нашей первейшей задачей оставалась бы критика этого пути. Мы скорее всего оказы ваемся на ложном пути тогда, когда думаем, что он прогрессивный. Даже Эйн штейн оказался на ложном пути, разрабатывая свою собственную исследова тельскую программу объединения электромагнитных и гравитационных поле вых теорий.

КОММЕНТАРИЙ ПЕРЕВОДЧИКА К "ПРЕДИСЛОВИЮ 1982 ГОДА" Предисловие 1982 г., в котором К. Поппер откликается на современные про блемы и представления философии квантовой механики (началом современного этапа в этой области философии науки обычно считается 1964 г. – публикация ста тьи Дж. Белла, в которой было выведено неравенство, позволяющее эксперимен тально проверять достаточно широкий набор теорий со "скрытыми параметрами" [35]), особенно нуждается в комментировании.

К разделу VI Поппер справедливо считает, что экспериментальные проверки неравен ства Белла показали (по крайней мере общественному мнению физиков) спра ведливость копенгагенской (ортодоксальной) интерпретации квантовой меха ники, не допускающей какие-либо "скрытые переменные". Отсюда он заключа ет, что поскольку копенгагенская интерпретация, чтобы справиться с аргумен тами типа ЭПР, допускает нелокальность, т.е. грубо говоря род действия на расстоянии, то она входит в противоречие со специальной теорией относитель ности. Однако вопрос о соотношении квантовой механики и специальной тео рии относительности, по мнению автора настоящих комментариев, более сло жен, нежели он представляется К. Попперу.

В статье, получившей резонанс в западной литературе по философии науки, проанализированы предпосылки, при которых возникает неравенство Белла [36]. С точки зрения авторов этой статьи, нарушение неравенства Белла – нарушение, следующее из квантовой механики и по всей видимости из экспе римента, может рассматриваться как опровергающее каждую из трех нижесле дующих посылок неравенства Белла:

1. Квантово-механическое состояние пары частиц, задействованной в эксперименте вместе с состояниями измерительных устройств, причинно опре деляет результаты измерений при экспериментальной проверке неравенства Белла. При этом слова "причинно определяет" надо понимать в том смысле, ко торый придается им в концепции общих причин Г. Рейхенбаха. Это значит, что корреляция между двумя рядами событий A и B, выражающаяся формулой p(A/B) > p(A), фундируется некоторой общей причиной C, если та "экранирует B от A и A от B", т.е. ведет к следующим зависимостям: p(A/B, C) = p(A/C) = p(B/C).

Если нарушение неравенства Белла относят на счет только что сформу лированной его посылки, то это нарушение означает квазипричинную или даже непричинную связь внутри пары частиц, т.е. связь, которая не может быть опи сана на языке концепции общих причин Рейхенбаха. Эта связь имеет характер корреляции, обусловленной целостностью всей экспериментальной ситуации.

2. Эксперимент, в котором проверяется неравенство Белла, свободен от каких-либо случайных физически нерелевантных воздействий. Иными словами, под термином "состояние измерительного устройства" не скрываются погодные условия в данной местности, настроение экспериментатора и т.д.

3. Третьей посылкой является уже условие локальности, нарушение кото рого означает, вообще говоря, сверхсветовые сигналы или действие на расстоя нии, не опосредованное какими-либо промежуточными факторами. Здесь дей ствительно встает вопрос о совместимости квантовой механики и специальной теории относительности. Однако и в данном случае его решение не представля ется таким уж однозначным. Дело в том, что нарушение локальности, предпо лагаемой Беллом, не ведет к эмпирически обнаруживаемому действию на рас стоянии, не ведет к тому, что могло бы быть названо "телеграфом Белла".

Поппер считает, что для опровержения специальной теории относитель ности и не требуется сверхсветовая передача информации. Достаточно дально действия, не способного служить сигналом. "Ибо для специальной теории от носительности, – пишет Поппер, – два события на оси x, которые одновремен ны в инерциальной системе отсчета S1, никогда не будут одновременны в инер циальной системе отсчета S2, даже если нет взаимодействия между этими собы тиями". (Поппер оговаривает, что речь не идет о системах, движущихся относи тельно друг друга по оси x.) Это верно, но требует следующих двух коммента риев: 1) классическая абсолютная одновременность при ее операциональном осмыслении предполагает сигналы, распространяющиеся со сверхсветовыми скоростями;

2) Поппер не показывает эквивалентности классической одновре менности и локальности по Беллу.

Итак, за нарушение неравенства Белла, вытекающее из квантовой меха ники и, по всей видимости, из эксперимента, вовсе необязательно ответственна нелокальность. Однако если даже за это ответственна именно нелокальность, то и тогда вопрос о противоречии квантовой механики теории относительности остается открытым. Не исключено, что отношение между этими теориями можно характеризовать, вслед за Шимони, как "мирное сосуществование".

К разделу VII В квантовой механике используются понятия селективного и неселектив ного измерений. Селективное измерение (по Попперу, "приготовление состоя ния") "не только разбивает ансамбль объектов на подансамбли, находящиеся в разных состояниях a1, a2, …, но и выбирает среди них лишь один подансамбль ai, отбрасывая все остальные… Неселективное измерение… заключается только в разделении ансамбля на подансамбли, без какого-либо их отбора" [37].

К. Р. Поппер утверждает, что возможны два вида селекции в квантовой механике: селекция, создающая новые предрасположенности (propensities), и селекция, не создающая таковых. Это не вполне понятно. Если мерой предрас положенности служит вероятность, то естественно считать, что всякая селекция меняет предрасположенности. Более того, даже неселективное измерение меня ет предрасположенность частицы обнаруживать то или иное свойство. Пусть (см. цитированную книгу, гл. 6) над некоторым объектом производится сначала селективное измерение: M(bk,ci), а затем селективное измерение M(aj,bk). Селек тивное измерение M (bk,ci) отбирает (или "готовит") состояние bk частиц, посту пающих в прибор в состоянии ci. Селективное измерение M(aj,bk) отбирает со стояние aj частиц, поступающих в состоянии bk. Предположим теперь, что про межуточное измерение величины B вообще не производится, а также предста вим себе случай, что на промежуточной стадии осуществляется неселективное измерение величины B, т.е. производится разделение по состояниям b1, b2, …, bk, но без отбора. Во всех трех случаях мы будем иметь разные вероятности по лучения значения a наблюдаемой величины A.

К разделу IX Предложенный Поппером "простой эксперимент" вызвал критику. Чтобы сделать эту критику более предметной, итальянский физик, занимающийся фи лософией квантовой механики, Г.Л. Жирарди выделяет в попперовской аргу ментации пять пунктов, которые он нумерует буквами греческого алфавита [38].

Ниже следует цитата из попперовского текста, снабженная разбивкой Жирарди:

"Мы достигли таким образом достаточно точного "знания" координаты qy этой частицы.

() Мы косвенно измерили координату этой частицы по оси y. И посколь ку, согласно копенгагенской интерпретации, эта координата – наше знание, описываемое теорией и особенно соотношениями Гейзенберга, мы ожидаем, что импульс py пучка, проходящего через щель B, рассеивается в той же степе ни, что и импульс пучка, проходящего через щель A, хотя щель A намного же, чем широко открытая щель B.

Однако рассеяние может быть, в принципе, проверено посредством уста новленных счетчиков. Если копенгагенская интерпретация верна, то такие счетчики, находящиеся за B и показывающие широкое рассеяние (и узкую щель), должны теперь подсчитывать совпадения, – счетчики, которые до того как щель A была сужена, не считали какие-либо частицы.

() Подведем итог: если копенгагенская интерпретация верна, то любое возрастание точности нашего знания координаты qy частиц, движущихся на право, должно увеличить их рассеяние, причем это предсказание должно быть проверяемым.

() Я склонен думать, что проверка покажет против копенгагенской ин терпретации. Отсюда будет следовать, что тезис Гейзенберга подорван.

() Какой же будет координата, если наш эксперимент вопреки моему личному мнению подтвердит копенгагенскую интерпретацию, т.е. если части цы, чьи координаты по оси y косвенно измерены в B, обнаружат возросшее рас сеяние?

() Это могло бы интерпретироваться как признак действия на расстоя нии, и если эта интерпретация будет принята, то она приведет к тому, что нам придется отказаться от эйнштейновской интерпретации специальной теории относительности, т.е. вернуться к интерпретации Лоренца, а вместе с нею к ньютоновскому абсолютному пространству и времени".

Жирарди далее формулирует свои комментарии:

1. Проблема не определена точно. Как будет ясно из следующего, поло жение, обозначенное как (), остается неосмысленным, пока не определена точно степень пространственной корреляции частиц.

2. Положение, обозначенное как, обнаруживает опасное смешение меж ду интерпретацией теории и ее точными формальными правилами. Даже если вы рассматриваете копенгагенскую интерпретацию как неудовлетворительную и неприемлемую, это не означает, что вы имеете право приписывать тем, кто поддерживал эту интерпретацию, предсказания, противоречащие выводам из формализма теории. Принимая это во внимание, не трудно увидеть, что автор в положении, а также и в положении неправильно использует правила кван товой механики и не оценивает в полной степени значимость редукции волно вого пакета. Что квантово-механические правила говорят о рассматриваемом эксперименте? В силу доказанной выше теоремы – из квантово-механических правил следует, что все мыслимые эксперименты в B не подвержены влияниям от измерений, выполняемых в A. Положение тоже ложное: копенгагенская интерпретация, следующая формальным правилам, не устанавливает, что изме рение при A порождает какие-либо эффекты в зоне B. Автор предсказывает, что таков и будет результат эксперимента, но он почему-то утверждает, что это предсказание противоречит тому, которое следует из ортодоксальной кванто вой механики. По той же причине положение неверно и ведет к странным ут верждениям, имеющим место в конце цитируемого текста.

Жирарди ссылается на доказанную им теорему, из которой следует, что измерение, выполненное при помощи щели A, не может порождать физические эффекты в B. Он поясняет смысл этой теоремы следующим образом: "Рассмот рим систему S = S1 + S2 в состоянии (1) (2) =, i i (1) (2) где и – состояния, описывающие соответственно частицы 1 и 2, дос i i таточно точно локализованные в пространственных областях, обозначенных 1 5 на рис. 3. Поперечная протяженность волнового пакета связана очевидным образом с соответствующим рассеянием по импульсам. Допустим, волновые пакеты соответствуют малому рассеянию по импульсам. В частности, пусть волновой пакет 3, который идентифицируется измерением при A, с открытием щели, обозначенной на рис. 3, соответствует угловому разбросу, также обозна ченному на этом же рисунке.

В таком случае частицы, прошедшие щель A, не могут фиксироваться (с ощу тимой вероятностью) счетчиками, расположенными за пределами этого угла.

Сузим щель A. Пучок, который был выделен, теперь оказывается более локали зованным в вертикальном направлении. В то же самое время рассеяние py после щели увеличится (рис. 4).

Однако локализация около A приводит к редукции волнового пакета путем про ектирования (1) p, ( (1) где p1) проектирует на линейное многообразие функций, которое отлично от нуля только в интервале новой суженной щели A. Отсюда получаем фор мулу ( (1) (1) (2) p1) = [ p ], 3 демонстрирующую, что компонент волновой функции, относящийся к системе 2, остается локализованным точно так же, как и прежде. Это в точности соот ветствует результату редукции волнового пакета, предполагаемому как кванто вой механикой, так и ее копенгагенской интерпретацией. Очевидно, если вы бран волновой пакет, с самого начала локализованный лучше, чем, то i измерение в окрестности A вызовет редукцию к некому более локализованному состоянию в B. В таком случае, однако, и при отсутствии какого-либо измере ния имеет место более широкий разброс по импульсам.

Примечания 1. Приведены годы появления первой статьи Эйнштейна о специальной теории относительности, его беседы с Гейзенбергом и моего визита к нему.

2. См. в особенности: Conjectures and Refutations. Chap. 3. Sec. 6 (написано в 1954 г., впервые опубликовано в 1956 г.);

Objective Knowledge. Chap. 2. Sec.

5 [Рус. пер.: Поппер К. Логика и рост научного знания. М.: Прогресс, 1983.

С. 290-325].

3. См.: Conjectures and Refutations. Chap. 3. Sec. 1 and 2 [Рус. пер.: Поппер К.

Логика и рост научного знания. М.: Прогресс, 1983. С. 290-325].

4. Кант И. Соч.: В 6 т. М.: Мысль, 1965. Т. 4.

5. Conjectures and Refutations. Chap. 8. P. 191.

6. Einstein A. On the Method of Theoretical Physics (The Herbert Spenser Lecture, 1933). Oxford, 1933 [Рус. пер.: Эйнштейн А. Собр. науч. тр. М.: Наука, 1967.

Т. 4. С. 181-186].

7. Bryce S. de Witt. Quantum Mechanics and Reality // Bryce S. de Witt, Neill G.

The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics. Princeton, 1973. P. 160 161.

8. Его быстро убедили два моих аргумента. Согласно первому, даже если бы мы все знали, мы все равно были бы вынуждены выводить из этого знания статистическую информацию, чтобы рассмотреть такие существенно ста тистические проблемы, как объяснение давления газа или интенсивности спектральных линий. Второй аргумент, тесно связанный с первым, был об щим логическим аргументом о том, что мы нуждаемся в статистических или вероятностных посылках (в статистической или вероятностной теории), что бы выводить статистические заключения.

9. Heisenberg W. Der Teil und das Ganze. P. 138 [Рус. пер.: Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. М.: Наука, 1989. С. 223].

10. Albert Einstein - Hedwig und Max Born. Briefwechsel: 1916-1955, Munich, или The Born - Einstein Letters, New York, 1971. P. ix-x [В рус. пер.: Пере писка Эйнштейна с М. Борном и его женой // Эйнштейновский сборник.

1971. М.: Наука, 1972. С. 7-54;

Эйнштейновский сборник. 1972. М.: Наука, 1974. С. 7-103 (предисловие Гейзенберга опущено)].

11. Weizscker C.F. von, Waerden B.L. van der. Werner Heisenberg. Munich, 1977.

12. Daedalus, 87, 1958. P. 95-108.

13. The Nature of Physical Universe: 1976 Nobel Conference. New York, 1979. P.

29.

14. Einstein A., Podolsky B., and Rosen N. Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete? // Physical Review. Ser. 2, 47, 1935. P.

777ff [Рус. пер.: Эйнштейн А. Собр. науч. тр. М.: Наука, 1966. Т. 3. С. 604 611].

15. Это, конечно, далеко не вся история. Более полный исторический очерк со держится в кн.: Hanson N.R. The Concept of Positron. Cambridge, 1963. P. 143 158. Эти страницы стоит прочитать всякому интересующемуся историей по зитрона.

16. Santilli R.M. Intriguing Legacy of Einstein, Fermi, Jordan and Others: The Possi ble Invalidation of Quark Conjectures // Foundations of Physics. Vol. 11. 5/6.

1981. P. 383-472 (в особенности P. 448). Сантилли ссылается здесь на свою статью в Hadronic Journal. 1979. № 2. P. 1460.

17. См. мою статью: Particle Annihilation and the Argument of Einstein, Podolsky, and Rosen // Perspectives in Quantum Theory / Ed. W. Yourgrau, A. van der Merwe. 1971. P. 182-198. Теперь я не удовлетворен этой статьей. См. превос ходный ответ Белла в журнале: Science. Vol. 177. 1972. P. 880, а также его статью в кн.: Foundations of Quantum Mechanics. Proceedings of the Interna tional School of Physics "Enrico Fermi" / Ed. B. d’Espagnat. 1971. P. 171.

18. Bohm D. Quantum Theory. 1951 [Рус. пер.: Бом Д. Квантовая теория. М., 1961];

Physical Rewiev. Vol. 85. P. 169-193.

19. Законы природы запрещают определенные классы событий, и принцип Гей зенберга здесь не исключение: некоторые логически возможные физические события, например луч света, проходящий через щель без рассеяния, логи чески противоречили бы теории. Всегда находились люди, которые склоня лись к тому, чтобы называть такие запрещенные события бессмысленными.

Но это ошибочно: мы должны различать, по крайней мере, три различные категории: логически возможные события, запрещенные теорией, логически невозможные события (события, запрещенные логикой) и бессмысленные псевдопредложения. Последние были особенно популярны в двадцатые и тридцатые годы, главным образом благодаря Tractatus Витгенштейна и его влиянию на Венский кружок. Я подозреваю, что именно это влияние побу дило фон Неймана сконструировать язык, в котором формулы, запрещенные Гейзенбергом, исключались бы как бессмысленные. Я не думаю, что такой язык мог бы быть полезным или что он мог решить какую-либо физическую проблему. Я думаю также, что философские проблемы таким образом толь ко запутывались.

20. См. прекрасное краткое описание Эйнштейном ЭПР аргумента в его письме ко мне, датированном 11 сентября 1935 г. и опубликованном в ЛНО [Рус.

пер.: Эйнштейновский сборник: 1975-1976. М.: Наука, 1978. С. 283-285].

21. Эйнштейновский сборник: 1975-1976. С. 284.

22. Физики часто пишут о том, что только возможность послать сигнал со ско ростью света, опровергла бы специальную теорию относительности. Это, однако, неверно. Как только мы скажем, что два события одновременны в абсолютном смысле этого слова, мы пойдем против эйнштейновской реля тивистской интерпретации формализма Эйнштейна – Лоренца. Ибо в преде лах специальной теории относительности два события на оси x, одновремен ные в системе отсчета S1, никогда не будут одновременны в инерциальной системе S2, если только S1 и S2 не движутся друг относительно друга вдоль оси x, даже когда нет никакого взаимодействия (и, стало быть, сигнала) ме жду этими двумя событиями.

23. Следует вспомнить, что Бор обращался к общей теории относительности, защищая общезначимость соотношений Гейзенберга (см.: Albert Einstein:

Philosopher-Scientist. P. 225-228). [Рус. пер.: Бор Н. Избр. науч. тр. М.: Наука, 1971. Т. 2. С. 419-422].

24. Einstein A. Quantenmechanik und Wirklichkeit // Dialectica. November 1948. P.

320-324 [Рус. пер.: Эйнштейн А. Собр. науч. тр. М.: Наука. 1966. Т. 3. С. 612 616].

25. Белл отмечает, что бомовская версия ЭПР решающего эксперимента воз можна с поляризованной частицей B. Иными словами, когда мы что-то дела ем с частицей A, согласно квантовой теории что-то в то же самое время слу чается с частицей B. Согласно же реализму здравого смысла и локальной теории частица B не подвергается какому-либо воздействию – по крайней мере в то же самое время. Такие эксперименты не просто решающие в плане вопроса относительно того, соответствует ли копенгагенская интерпретация квантово-теоретическому формализму. Они решающие в плане выбора меж ду квантово-теоретическим формализмом и копенгагенской интерпретацией, с одной стороны, и локальными теориями и, следовательно, специальной теорией относительности, с другой стороны (см.: Clauser J.F., Shimony A.

Bell’s Theorem: Experimental Test and Implications // Reports on Progress in Physics, 1978. См. также обсуждение Поппером версии Бома в ЛНО, Appen dix XI).

26. Я полагаю, что идея приготовления состояния в том ее смысле, в котором она сейчас используется в квантовой механике, была введена мною в 1934 г.

в ЛНО (см. с. 225-226). Я называл тогда это приготовление "физической се лекцией" и отличал его как предсказательное измерение от того измерения, которое именовал ретросказательным (вроде регистрации частицы на фото графической пластинке). Последнее, как правило, сильно воздействует на частицу и может даже разрушить ее. Генри Маргенау упомянул о приготов лении состояния в 1937 г.

27. Эти два вида приготовления состояния не следует смешивать с двумя вида ми измерения, которые были упомянуты в предыдущей сноске: ретросказа тельным и предсказательным (лишь последний представляет собой приго товление состояния). Предсказательные измерения или приготовления со стояния всегда производят рассеяние тех "наблюдаемых", которые описы ваются переменными, не коммутирующими с теми переменными, которые характеризуют приготовляемое состояние. Измерение спина (или приготов ление состояния) носит "мышеловочный" характер, как я объяснил в ЛНО, Appendix *XI. Однако то, что справедливо для спина, не справедливо для ко ординаты и импульса. Только спин имеет это странное свойство.

28. Albert Einstein: Philosopher-Scientist, 1949. P. 85. Перевод этого места слегка исправлен [Рус. пер.: Эйнштейн А. Автобиографические заметки // Эйн штейн А. Собр. науч. тр. М.: Наука, 1967. Т. 4. С. 290].

29. Этот эксперимент может быть в принципе проведен с парой фотонов, соз данной аннигиляцией частиц.

30. Интерес к физической космологии в годы, последовавшие за периодом, ко гда я написал эту часть Постскриптума, повел меня за пределы физики, в особенности в биологию, к изучению человеческого духа и продуктов чело веческого духа, которые я назвал третьим миром. См.: Objective Knowledge, 1972;

The Self and Its Brain, 1977, а также Afterword и Addenda к второму то му Постскриптума.

31. Kuhn T.S. The Structure of Scientific Revolutions, 1962 [Рус. пер.: Кун Т.

Структура научных революций. М.: Прогресс, 1975].

32. См. мою статью: Rationality of Scientific Revolutions (Спенсеровская лекция) // Problems of Scientific Revolutions: Progress and Obstacles to Progress in the Sciences, 1975.

33. См.: Criticism and Growth of Knowledge. 1970. Русский перевод статьи И. Ла катоса "Фальсификация и методология научно-исследовательских про грамм" из этой книги вышел отдельным изданием (М.: Медиум, 1995).

34. См.: Realism and the Aim of Science – первый том настоящего Постскрипту ма. Из введения к этой книге читатель уяснит, что я в течение многих лет возражал тем, кто считал, что такая эвристика возможна.

35. Ballentine L.E. Foundations of Quantum Mechanics since the Bell’s Inequality // American Journal of Physics. 1987. Vol. 55. № 9.

36. Ballentine L.E., Jarrett J.R. Bell’s Theorem: Does Quantum Mechanics Contradict Relativity? // American Journal of Physics. 1987. Vol. 55. № 8. P. 697.

37. Кемпфер Ф. Основные положения квантовой механики. М.: Мир, 1967. С.

54.

38. Ghirardi G.C. Some Critical Considerations on the Present Epistemological and Scientific Debate on Quantum Mechanics // The Nature of Quantum Paradoxes.

Dordrecht, etc.: Kluwer Academic, 1988. P. 96.




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.