Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе

Грэхэм Лорен

Бор потом еще болеё усложнил путаницу, по словам Фока, применением неточной терминологии, которую он был вынужден ввести, чтобы прикрыть несоответствие, возникшее с его попыткой применить классические понятия в несвойственной им области. Одним из наиболее важных случаев использования неточной терминологии является его противопоставление принципа дополнительности принципу причинности. По словам Фока, такой оппозиции не существует, если правильно определить оба понятия. Дополнительность, существующая в квантовой механике, является дополнительностью между классическим описанием и причинностью. Но это не отвергает причинность как таковую, так как классическое описание макрочастиц неизбежно неприменимо к микрочастицам. Использование классического описания (макроязыка) является не более чем неизбежным методом, так как мы не располагаем микроязыком. Понимая, что микроописание микрочастиц будет отличаться от классического описания этих же частиц, мы можем сказать, что на обоих уровнях (микро- и макро-) сохраняется принцип причинности. Однако, так как мы всегда используем макроописание, мы должны переопределить причинность так, чтобы она удовлетворяла обоим уровням. Нашим новым подходом, считает Фок, должно стать понимание причинности как признания существования законов природы, особенно связанных с общими свойствами пространства и времени (конечная скорость действия, невозможность воздействия на прошлое). Поэтому причинные законы могут быть либо статистическими, либо детерминистскими. Действительное

отсутствие причинности в природе означало бы для Фока, что не может быть выдвинуто даже вероятностное описание; все результаты будут одинаково вероятны. Заканчивая свои заметки по причинности, Фок отметил, что во время последних бесед он обнаружил, что и Бор согласен с этими соображениями. Таким образом, некоторое переопределение дополнительности и причинности будет большим шагом в сторону укрепления копенгагенской интерпретации.

Мнение Фока о роли измерения в квантовой механике основывалось на признании объективной реальности. Он признавал соотношение неопределенности Гейзенберга как фактуальное утверждение точности измерений на микроуровне. Но эта относительность к средствам измерения ни в коем случае не пересекалась с объективностью. «В квантовой физике относительность к средствам наблюдения только уточняет физические понятия… Объекты микромира являются столь же реальными и их свойства столь же объективными, как и свойства объектов, изучаемых классической физикой» [852] . Прибор играет важную роль в квантовой механике, отмечал Фок, но нет причин преувеличивать эту роль, так как прибор является не более чем частью объективной реальности, подчиняясь физическим законам. Значение прибора в том, что он неизбежно дает описание в классических терминах.

852

Там же. С. 218.

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.

853

Промежуточной формой, отмечал Фок, будет случай, когда волнообразные и корпускулярно-образные свойства проявляются одновременно (хотя и не четко). Так, например, когда электрон частично локализован (корпускулярное свойство) и в то же время он проявляет волновые характеристики (волновая функция имеет характер стоячей волны, у которой быстро уменьшается амплитуда при увеличении расстояния от центра атома).

854

Там же. С. 235.

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] .

855

Там же. С. 222–223.

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

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.

856

См., напр.: Омельяновский М.Э.Ленин о причинности и квантовая механика // Вестник АН СССР. 1958. № 4. С. 3–12; Он же. Философская эволюция копенгагенской школы физиков // Вестник АН СССР. 1962. № 9. С. 85–96; Он же. Проблема элементарности частиц в квантовой физике // Философские проблемы физики элементарных частиц. М., 1963. С. 60–73; Он же. Ленин и философские проблемы современной физики. М., 1968.

857

См.: Омельяновский М.Э.Ленин о пространстве и времени и теории относительности Эйнштейна // Известия АН СССР (серия истории и философии). 1946. № 4. С. 297–308, и его монография «В.И. Ленин и физика XX века» (М… 1947).

858

Омельяновский М.Э.Задачи разработки проблемы «Диалектический материализм и современное естествознание» // Вестник АН СССР. 1956. № 10. С. 3–11.

859

См.: Ленин и современное естествознание. М., 1969. Омельяновский опубликовал в этом труде статью «Ленин и диалектика в современной физике».

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.

860

Омельяновский М.Э.Философские вопросы квантовой механики. М., 1956. Последующие сноски в тексте относятся к этой книге.

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.

861

См. сноску на с. 317.