Чтение онлайн

Однако основой квантовой механики, согласно Фоку, является нечто совершенно новое в естествознании: потенциальная возможность для микрообъекта появляться, в зависимости от их внешних условий, то как волна, то как частица или в промежуточной форме [853] . Эта новая концепция, в паре со статистическими характеристиками состояния объекта, приводит нас к другому пониманию причинности и материи. Бор пытался прийти к этому новому пониманию путем акцентирования роли прибора и понятия дополнительности. Фок предпочел несколько другой путь: «Но я пытаюсь привлечь новые понятия, например понятие заложенных в атомном объекте потенциальных возможностях, и мне кажется, что математический аппарат квантовой механики… может быть правильно понят только на основе этих новых понятий» [854] . Фок, таким образом, полагал, что его существенным вкладом в интерпретацию квантовой механики была идея «потенциальных возможностей» и вытекающее отсюда разделение между потенциальными возможностями и действительно реализованными результатами в физике. Как будет показано далее, подход Фока резко отличался от интерпретаций со скрытыми параметрами, так как он не верил, что возможно в принципе достижение точного описания микрочастиц.

Фок различал три различные стадии в экспериментах, предназначенных для изучения свойств атомных объектов: подготовка объекта, поведение объекта в фиксированных внешних условиях и само измерение. Эти стадии могут быть названы «подготовляющей частью», «рабочей частью» и «регистрирующей частью» эксперимента. В экспериментах по дифракции на кристаллах подготовительной частью будет источник монохроматического потока электронов, так же как и диафрагма перед кристаллом, рабочей частью будет сам кристалл, а регистрирующей частью будет фотопластинка. Фок подчеркивал, что в таком эксперименте существует возможность изменить последнюю часть (измерение) без изменения двух первых частей, и он строил свою интерпретацию квантовой механики на этом признании. Таким образом, варьируя конечную стадию эксперимента, можно производить измерения величин (энергии, скорости, положения), которые происходят от одного и того же начального состояния объекта. «Каждой величине соответствует своя серия измерений, результаты которой выражаются в виде распределения вероятностей для этой величины. Все указанные распределения вероятностей могут быть выражены параметрически через одну и ту же волновую функцию, которая не зависит от заключительной стадии опыта и тем самым является объективной характеристикой состояния объекта непосредственно перед заключительной стадией» [855] .

В последнем предложении, таким образом, содержится смысл часто цитируемого утверждения Фока о том, что волновая функция является объективным описанием квантовых состояний. Волновая функция объективна в том смысле, писал Фок, что она требует объективного (независимо от наблюдателя) описания потенциальных возможностей взаимных воздействий объекта и прибора. Таким образом, естествоиспытатель будет прав, полагал Фок (в противоположность Блохинцеву), говоря, что волновая функция относится к отдельному объекту. Но это объективное состояние еще не является актуальным, продолжал Фок, так как еще не реализовалась ни одна из потенциальных возможностей. Переход от потенциально возможного к существующему происходит на конечной стадии эксперимента. Таким образом, Фок завершает свою интерпретацию квантовой механики утверждением реалистической (он бы сказал, диалектико-материалистической) позиции в философии естествознания. Тем не менее его распространение понятия реализма на утверждения, относящиеся к потенциальным, а не актуальным ситуациям, было открыто для ряда логических возражений.

М.Э. Омельяновский, академик АН УССР, был одним из наиболее влиятельных советских философов естествознания в 60-70-х годах. В 40-х годах Омельяновский помог создать сильную школу философии естествознания в Киеве, а после своего переезда в Москву в середине 50-х годов он стал наиболее важной фигурой в успешных усилиях по ликвидации урона, нанесенного философии естествознания сталинизмом и в деле укрепления союза естествоиспытателей и философов [856] . Как показывают выпущенные им до 1948 г. публикации, он понимал современную физическую теорию и полностью признавал ее значение для философии естествознания, несмотря на то что подвергался политическому давлению в период 1948–1956 гг. [857] Вскоре после обличения сталинизма на XX съезде КПСС в 1956 г. Омельяновский опубликовал важную статью, призывающую к новому подходу к диалектическому материализму [858] . В личной беседе со мной он оценивал эту статью как один из важнейших поворотных пунктов его профессионального развития. Как руководитель сектора философских вопросов естествознания в Институте философии АН СССР, Омельяновский организовал после 1956 г. множество конференций и публикаций коллективных трудов, в которых участвовали известные философы и естествоиспытатели. Например, в 1970 г. Омельяновский выступает ответственным редактором интересного сборника статей по философии естествознания под названием «Ленин и современное естествознание», в котором были представлены статьи многих известных советских и зарубежных ученых [859] . Омельяновскому также удалось привлечь в Институт философии несколько перспективных молодых специалистов с опытом научной работы, которые подходили к проблемам философии естествознания намного более открыто, чем многие из философов предшествующих поколений. После смерть Омельяновского в 1980 г. влияние его продолжалось среди его учеников, и оно остается заметным до сих пор.

В 1956 г. Омельяновский опубликовал книгу «Философские вопросы квантовой механики», которая является его наиболее значительным вкладом в советскую марксистскую интерпретацию квантовой механики [860] . И хотя взгляды, изложенные Омельяновским в этой книге, позже претерпевали у него изменения, так же как это было и в случае с его книгой 1947 г., но работа 1956 г. утвердила его в качестве основного советского интерпретатора квантовой механики на протяжении оставшихся 50-х годов. Омельяновский не соглашался полностью ни с одним советским или зарубежным физиком, но его интерпретация была ближе всего к интерпретации Блохинцева. Среди физиков он ставил себя, конечно, в наибольшем отдалении от копенгагенской школы (к которой он относил в первую очередь Фока), менее сильно, но все же заметно отдалялся от «материалистических» западных физиков, таких, как Бом и Вижье, и менее всего, но все еще ощутимо — от Блохинцева.

Омельяновский рассматривал полемику в квантовой механике как одно из самых новых направлений давней борьбы между материализмом и идеализмом, прямо связанной с классовыми интересами. Он утверждал, что «концепция дополнительности выросла из реакционной философии махизма-позитивизма. Эта концепция чужда научному содержанию квантовой механики… Не случайно к Иордану, который, ссылаясь на Бора и Гейзенберга, „ликвидирует материализм“, присоединились Ф. Франк, Г. Рейхенбах и другие современные реакционные буржуазные философы» (с. 27). Выдвинув такой упрощенный анализ отношения философии и экономического строя, Омельяновский тем не менее перешел к теоретическим проблемам физической интерпретации квантовой механики в соответствии с диалектическим материализмом.

Омельяновский полагал, что такая интерпретация должна исходить из следующих основных положений, которые он рассматривал как необходимые для любого диалектико-материалистического взгляда на микромир: 1) микроявления и их закономерности существуют объективно; 2) макроскопические и микроскопические объекты качественно различны; 3) несмотря на их качественное различие, не существует непреодолимых различий между микромиром и макромиром, и все свойства микрообъектов так или иначе проявляются на макроуровне; и 4) нет пределов человеческому познанию микроявлений. Омельяновский пытался использовать первое и четвертое положения в качестве основных для критики «физических идеалистов» копенгагенской школы, а положение второе — для критики неправильно ориентированных, но добросовестных критиков копенгагенских положений, надеявшихся на возврат к законам классической физики.

В 1956 г. Омельяновский критически относился к понятию дополнительности, которое, по его словам, проистекало из преувеличения Бором и Гейзенбергом значения соотношения неопределенности. Первым шагом в этом преувеличении было поднятие соотношения неопределенности на более высокую позицию «принципа неопределенности». Омельяновский принимал соотношение неопределенности как научный факт, но утверждал, что этот физический факт сам по себе ничего не говорил о «неконтролируемом воздействии» прибора, на чем как раз и основывал Гейзенберг «принцип неопределенности» (с. 74) [861] . Именно такой взгляд на роль прибора Омельяновский рассматривал как непосредственно ответственный за дополнительность. Используя термин «соотношение неопределенности», он отказывался употреблять выражение «принцип неопределенности», заменяя его «соотношением Гейзенберга». Мнение Омельяновского о «соотношении Гейзенберга» ясно раскрывается в его замечании: «Соотношение, обоснованное Бором и Гейзенбергом путем анализа некоторых мысленных экспериментов, — мы его назовем соотношением Гейзенберга — не имеет физического смысла и представляет собой „принцип“, затемняющий содержание квантовой механики в духе субъективистской концепции дополнительности» (с. 71). В свою очередь, недостатком дополнительности было то, что в ней характеристикам атомных объектов, являющихся в квантовой механике действительным объектом изучения, уделялось меньше внимания, чем роли измеряющего прибора. Позиция Омельяновского, в которой игнорировалось стремление многих членов копенгагенской школы, включая Бора, к приданию соотношения неопределенности не измеряющему прибору, а просто несуществованию физических значений сопряженных параметров, сводилась, таким образом, в первую очередь к критике мнимого субъективизма в измерении.

Последний раздел своей книги Омельяновский посвятил обсуждению детерминизма и статистических законов. По его мнению, квантовая механика ни в коем случае не угрожала детерминизму как основному принципу природы. По этому вопросу он соглашался с П. Ланжевеном: «То, что понимается в настоящее время под кризисом детерминизма, представляет собой на самом деле кризис механицизма…» (с. 32). Согласно Омельяновскому, детерминизм отлично сочетается со статистическими законами. Более того, Омельяновский рассматривал статистические законы квантовой механики не как результат неконтролируемого воздействия измерения (Гейзенберг), не как результат индетерминизма, управляющего отдельным микрообъектом (Рейхенбах), не как результат скрытых параметров (Бом), не как результат взаимоотношений между микроансамблем и его макроокружением (Блохинцев), а, вместо этого, как результат того, что он называл «особенные корпускулярно-волновые свойства микрообъектов». Такая позиция, согласно Омельяновскому, не отвергала существования скрытых параметров (в противоположность фон Нейману), хотя и не давала надежды на их существование, и в ней не предполагалось, что открытие скрытых параметров выльется в классическое описание микрообъектов, на что, по мнению Омельяновского, надеялись Бом, Вижье и позднее де Бройль. Так, Омельяновский завершил сооружение своей интерпретации квантовой механики, которая являлась структурой, почти полностью состоящей из заявлений о том, что не являетсяквантовой механикой, но дававшей слишком мало намеков на то, что же ею является. В ответ на вопрос «Что есть квантовая механика?» Омельяновский мог лишь процитировать первый из его четырех пунктов, а именно: что это есть изучение объективно существующих микрообъектов и их закономерностей. С этим пунктом соглашались все советские интерпретаторы квантовой механики.

В последней части своей жизни Омельяновский изменил свою позицию в направлении от Блохинцева к Фоку. В 1958 г. на Всесоюзном совещании по философским проблемам современного естествознания [862] , которое проходило в Москве, Омельяновский изменил свою точку зрения на смысл волновой функции. На конференции он заявил, что «волновая функция характеризует вероятность действия индивидуального атомного объекта», в то время как раньше он полагал, что это может быть применимо лишь к ансамблям Блохинцева. Это описание было очень похоже на заявление Фока относительно смысла волновой функции. В дальнейшем изложении своей интерпретации Омельяновский показал, что он также принял фоковское различение между «потенциально возможным» и «актуально существующим». Позже, на XIII Всемирном философском конгрессе в Мехико-Сити (1963 г.), он еще более сблизился с Фоком, приняв дополнительность и даже утверждая, что она основана на диалектическом способе мышления, — это следует из того, что «мы имеем право сделать два противоположных, взаимоисключающих утверждения относительно одного атомного объекта» [863] .

В 1968 г. в статье по философским аспектам измерения в квантовой механике Омельяновский полезным и интересным способом подчеркивал, что в противоположность общепринятым взглядам, «никакого неконтролируемого взаимодействия между микрообъектом и прибором… не существует» [864] . Если рассматривать кристаллическую решетку как измерительный прибор для электрона, то до прохождения через нее электрон находится в состоянии с определенным импульсом и неопределенной координатой; после прохождения же решетки электрон находится в состоянии с определенным положением и неопределенным импульсом. Таким образом, измерение меняет состояние микрообъекта, но это изменение не есть результат воздействующей на объект силы, такой, как гравитационная или электромагнитная. Сама решетка не направляет никакую силу на проходящий сквозь нее электрон. Скорее воздействие измерения происходит из самой корпускулярно-волновой природы микрообъекта. Омельяновский особенно наглядно продемонстрировал свою позицию, использовав аналогию: «Изменение квантового состояния под влиянием измерения похоже на изменение механического состояния тела в классической теории, когда переходят от одной системы отсчета к другой, движущейся относительно первой» [865] . Это объяснение Омельяновского, находящееся в согласии со взглядами Бора, которые он имел незадолго до смерти [866] , является большим шагом на пути разрешения многих споров о «неконтролируемости» измерительных приборов в квантовой механике.