Чтение онлайн

В той части статьи, в которой говорится об атомизме и физике до открытия кванта действия, отмечается глубокое влияние древнего атомизма на развитие механистического понимания природы и решающее значение опытных исследований для выявления закономерностей классической физики. В принципах механики Ньютона «были заложены основы для детерминистического описания» (если иметь в виду механический детерминизм», то с Бором нельзя не согласиться).

Приводятся данные о том периоде развития физики (XVIII—XIX вв.), когда думали, что система понятий классической механики даёт надлежащие средства для описания всех физических явлений. Показывается очень рельефно, как развитие классической физики и связанного с ней атомизма открыло «путь к установлению свойства цельности атомных процессов, — свойства, далеко выходящего за пределы старого учения об ограничении делимости материи». Открытие Планком кванта действия «ясно показало, что классическое физическое описание является идеализацией и имеет ограниченную применимость». В квантовых процессах «мы встречаем закономерности, совершенно чуждые механистическому пониманию природы и не поддающиеся наглядному детерминистическому описанию».

Большая часть статьи посвящена вопросам, как в физике решались задачи философского характера, поставленные открытием кванта действия; «... не раз пришлось вспомнить о трудности ориентироваться в области опытных фактов, не похожих на те, для описания которых приспособлены наши способы выражения». Отмечается, что Планк «подчёркивал затруднительность отказа от классических принципов...», а Эйнштейн «смело указал на необходимость принимать во внимание квант действия в индивидуальных атомных процессах». Открытием фотона он поставил своеобразную дилемму о волне и частице в применении к свету. Открытие же Резерфордом атомного ядра и установление планетарной модели атома и неудача решения проблемы его устойчивости при помощи классической механики и электродинамики привели, в конце концов, к мысли, что для того, чтобы «получить непротиворечивый отчёт об атомных явлениях необходимо в ещё большей мере отказаться от наглядных представлений и что нужна радикальная переформулировка всего описания, чтобы освободить место для всех тех особенностей явлений, которые связаны с квантом действия».

Далее, говорится о математическом аппарате квантовой механики, причём обращается внимание на его статистический характер, который «выступает как естественное обобщение описания классической физики». Доказывается ошибочность взглядов физиков и философов, сомневающихся в том, что вероятностное описание атомных явлений — исчерпывающее описание.

Большое место занимает рассмотрение принципа дополнительности. Термином «неконтролируемое взаимодействие» Бор не пользуется. Он отмечает, в частности, что когда в дискуссиях появилось много предложений, имевших целью «полное контролирование взаимодействий», то в соответствующих рассуждениях не обращали должного внимания на тот факт, что «самое описание действия измерительных приборов предполагает, что все обусловленные квантом взаимодействия между прибором и атомным объектом неотделимы от явления».

Из других философских вопросов, относящихся к принципу дополнительности (они также рассматриваются и в других работах Бора), остановимся в заключение на следующем. Иногда в понятии дополнительности видели ссылку на субъективного наблюдателя, «несовместимую с объективностью научного описания». В каждой области исследования необходимо, конечно, «сохранять резкое разграничение между наблюдателем и содержанием наблюдений». Но открытие кванта действия обнаружило, что «для разумного использования понятий, на которых основаны сообщения об опытных фактах, необходимы предпосылки, до того незамеченные. В квантовой физике описание действия измерительных приборов является ... необходимым условием для определения самого явления». И Бор ставит вопрос о том, что в опыте нельзя проводить резкую отличительную черту между познаваемым объектом и познающим субъектом, наблюдаемой системой и прибором, применяемым для наблюдения (в ряде других работ он анализирует аспекты этого вопроса). Одна иллюстрация из повседневного опыта, принадлежащая самому Бору. Если держать палку свободно, мы чувствуем её как внешний предмет, при крепком же охвате чувство чужого тела теряется, и ощущение соприкосновения локализуется в точке, где палка соприкасается с исследуемым телом (см. статью 34, стр. 60)1.

1 Бор говорит о фундаментальном различии между измерительным прибором и изучаемыми объектами. Вместе с тем он подчёркивает относительность различия между субъектом и объектом в области опыта, между наблюдаемой системой и прибором. Примером может послужить известный мысленный эксперимент Гейзенберга с -микроскопом. Наблюдатель узнает о координате электрона тем точнее, чем меньше длина волны света, т. е. свет (с его волновыми свойствами) служит ему средством познания поведения электрона. Но квантовые свойства того же света (то, что представляет собой поток фотонов) делает его своего рода неотъемлемой частью познаваемого поведения электрона. В итоге координата и импульс электрона оказываются дополнительными понятиями.

Бор не применяет термина «подготовляющее устройство», который сделал бы в данном случае яснее его идею, как он не применяет и термина «относительность к средствам наблюдения». Эти термины позволили бы уяснить глубже содержание его основных идей и сделать доступнее общий ход его рассуждений. Они применяются другими авторами 2.

2 Термин «относительность к средствам наблюдения» был введён впервые В. А. Фоком. (См. приложение к этому тому, стр. 648.)

80 Предисловие и введение к сборнику «Атомная физика и человеческое познание» [124, 131]

См. комментарий к статье 35.

Для русского издания (1961 г.) Бор написал следующее предисловие:

«Мне доставляет большое удовольствие, что это собрание моих работ стало доступно русскому читателю. Я особенно признателен моему старому другу академику Фоку, всегда проявлявшему такой активный интерес к обсуждаемым здесь проблемам, за его инициативу в организации русского издания моих работ и за взятый им на себя тяжёлый труд по их переводу.

Копенгаген, март 1961 г.

Н. Бор»

В русском издании сборника помещены также две работы Бора, не вошедшие в английское издание 1957 г. (статьи 81 и 82).

81 Физические науки и проблема жизни [123]

В докладе, прочитанном в Датском медицинском обществе в 1957 г., Бор уточняет основные положения, высказанные им в своих предыдущих выступлениях но проблемам жизни. Касаясь проблемы органической целесообразности, он характеризует в этой связи воззрения своего отца, физиолога X. Бора, под влиянием которого в значительной мере формировались взгляды самого Н. Бора по данной проблеме.

Рассматривая «механистические и финалистические» взгляды в биологии как «взаимно дополнительные», Бор имеет в виду не философские течения механицизма и финализма. Речь в данном случае идёт, с одной стороны, о «применении чисто физических и химических идей к биологическим проблемам», и, с другой стороны, о применении «таких понятий, как целесообразность, которые чужды физике, но так прекрасно приспособлены к описанию органических явлений».

82 Квантовая физика и философия [125]

В статье отсутствует понятие «неконтролируемое взаимодействие», которому Бор придавал важное философское значение в своих прежних работах. Термин «дополнительность», сохраняемый Бором, обозначает своеобразное соотношение различных опытных данных об атомных объектах, полученных при помощи разных экспериментальных установок. Эти данные, хотя кажутся противоречащими друг другу при попытке свести их в одну картину, на самом деле исчерпывает всё, что можно узнать о предмете.

Описание атомных явлений, отмечается в статье, имеет «совершенно объективный характер в том смысле, что оно обходится без явной ссылки на какого-нибудь индивидуального наблюдателя». Утверждается также, что в квантовой механике мы имеем дело «не с ограничениями точности измерений, а с ограниченной применимостью пространственно-временных понятий и динамических законов сохранения».

В квантовой механике «слово „измерение" должно ... употребляться в своем прямом смысле количественного сравнения (сравнение с эталоном)». В этой статье Бор высказывается против применения таких выражений, как «наблюдение возмущает явление» или «измерение создаёт физические атрибуты объектов». Правильное применение понятия «дополнительность» предполагает признание того, что взаимодействие между измерительным прибором и объектом составляет неотъемлемую часть явления.

Подводя итог, Бор приходит к заключению: «... более широкие рамки дополнительности отнюдь не означают произвольного отказа от идеала причинности. Понятие дополнительности непосредственно выражает наше положение в вопросе об отображении фундаментальных свойств материи, которые считались подлежащими классическому физическому описанию, но оказались вне пределов его применимости».