Эйнштейн (Жизнь, Смерть, Бессмертие)
Шрифт:
Во-первых, эти споры толкнули Бора и других сторонников официальной концепции к значительному уточнению их позиции. В цитированном уже выступлении в Институте физических проблем Бор после рассказа о первой беседе и первом споре с Эйнштейном говорил о последующих дискуссиях. Отсюда и взяты строки, помещенные в качестве эпиграфа к этой главе. Что имел в виду Бор в своей процитированной там фразе: "На каждом новом этапе Эйнштейн бросал вызов науке, и, не будь этих вызовов, развитие квантовой физики надолго бы затянулось" [22].
22 Наука и жизнь, 1961, № 8, с. 73.
543
Во-вторых, в результате дискуссий была уточнена критическая платформа. Стало выясняться, что для определенного круга процессов квантовая механика не обнаруживает внутренних противоречий. В этом отношении она отличается от механики
Квантовая механика исходила из определенного постулата - существования классического объекта, и ничто в ней не противоречило исходному постулату, ничто не вводило произвольных допущений. Поэтому здесь в отличие от механики Ньютона можно было пойти вперед, только предъявив совершенно новые факты, раскрыв новый мир, в котором не было бы места исходному постулату квантовой механики.
Эти факты накоплялись в физике элементарных частиц. Но они не входили в арсенал эйнштейновской критики квантовой механики, и до поры до времени эта критика казалась лишенной эвристической ценности. Она считалась бесплодной, как и поиски единой теории поля. Отсюда - вывод о почти полной бесплодности того отрезка творческого пути Эйнштейна, на котором его гений должен был находиться в зените. С этим выводом трудно примириться.
Вывод о бесплодности эйнштейновской критики (и в равной степени поисков единой теории поля) теряет смысл при изменении критериев того, что мы называем эвристической ценностью. Явной и непосредственной эвристической ценностью обладают однозначные и позитивные физические теории. Но значительной, хотя неявной и косвенной, эвристической ценностью обладают также концепции незавершенные, не достигшие однозначной и позитивной формы, оставившие будущему не ответы, а только вопросы.
544
Объективный смысл вопросов, содержавшихся в эйнштейновской критике квантовой механики, сейчас стал довольно ясным. Гейзенберг и Бор говорили о взаимодействии движущейся элементарной частицы с некоторым телом, в отношении которого нет никаких сомнений ни в его положении, ни в скорости. Такое тело, например диафрагма, через которую проходит частица, - вне подозрений, она заведомо не сдвигается во время эксперимента. Мы игнорируем тот факт, что сама диафрагма в конечном счете состоит из частиц, лишенных, вообще говоря, определенного положения и определенной скорости. Как только мы распространяем квантово-атомистическое представление на диафрагму, квантовая механика утрачивает смысл, ведь он как раз и заключается в утверждениях, относящихся к квантовому объекту (частице), во-первых, и к классическому объекту (например, к диафрагме), во-вторых. Квантовая механика обладает не только негативным содержанием, она не только отрицает возможность одновременного сколь угодно точного определения координат и скорости частицы. Квантовая механика, как уже было сказано, обладает позитивным содержанием, она утверждает, что при определенных условиях, с определенными ограничениями можно определить положение и скорость частицы. Вот это позитивное содержание квантовой механики и подвергается сомнению во всех более радикальных (в смысле отказа от классических понятий), чем квантовая механика, теориях начиная с тридцатых годов, когда впервые усомнились в возможности точного определения переменных поля, независимо от условий Гейзенберга, обеспечивающих и ограничивающих такую возможность.
Мир, в котором нет классических объектов, выходит за рамки квантовой механики. При его описании приходится отказаться от классических понятий радикальнее, чем это сделала квантовая механика.
Большим историческим недоразумением было длительное, господствовавшее в течение многих лет представление об эйнштейновской критике квантовой механики как о критике с классических позиций. На самом деле эта критика имела иной объективный смысл, она могла указать на границы квантовой механики, отделяющие ее от более радикальной теории.
545
Но это не было недоразумением в буквальном смысле. Это было историческим недоразумением, т.е. невозможностью для концепции выявить свой действительный смысл до того, как новые понятия не приобретут
Критика квантовой механики спереди принципиально отличается от попыток отказа от вероятностной версии без перехода физики на некоторую новую, еще не получившую "внутреннего совершенства" более высокую ступень. Эйнштейн отнюдь не разделял надежд на антивероятностную переформулировку существующей квантовой механики. Он писал Максу Борну:
"Видел ли ты, как Бом (как, впрочем, и де Бройль, 25 лет тому назад) верит в то, что квантовую теорию можно детерминистски истолковать по-другому? Это по-моему дешевые рассуждения, но тебе, конечно, лучше судить" [23].
Взгляды Эйнштейна исходили из возможности проникновения физической мысли в область более общих закономерностей. Эйнштейн очень точно определил область применимости квантовой механики:
"В области механических (курсив Эйнштейна) процессов, т.е. всюду, где взаимодействие различных структур и их частей можно с достаточной точностью рассматривать, постулируя существование потенциальной энергии взаимодействия между материальными точками, статистическая квантовая теория и поныне представляет собой замкнутую систему, правильно описывающую эмпирические соотношения между наблюдаемыми величинами и позволяющую теоретически предсказывать их значения" [24].
23 "Эйнштейновский сборник 1972". М., "Наука", 1974, с.
24 Эйнштейн, 4, 295-296.
546
Здесь дано определение механических процессов. Эйнштейн понимает под ними движения, вызванные взаимодействием частиц, причем взаимодействия зависят от пространственного положения частиц. Речь идет о картине, в которой частицы движутся так или иначе в зависимости от своего положения и соответственно от действующих на них сил, обязанных взаимодействию тел, т.е. о "классическом идеале": все, что происходит в мире, объясняется движением и взаимодействием масс.
Чтобы показать неклассический характер тех позиций, с которых Эйнштейн критиковал квантовую механику и соответственно радикально неклассические импульсы для развития квантовой механики под влиянием этой критики, следует коснуться следующего сходства и вместе с тем различия теории относительности и боровского принципа дополнительности.
Сначала остановимся на последнем.
Л. Розенфельд в одном весьма ясном и глубоком очерке принципа дополнительности излагает следующую забавную историю, заимствованную из датской литературы. Один добросовестный лиценциат, задумав написать научный труд, занялся подготовкой перьев. Но перья могут затачиваться наилучшим образом, если выбрать наиболее подходящие камни для такого затачивания. И лиценциат погрузился в минералогию. Через много лет в его комнате оказалась коллекция минералов, и он стремился получить исчерпывающее решение вопроса об оптимальном материале для точки перьев. Он не мог остановиться в охватившем его неуемном рвении и стремлении к абсолютной строгости и точности при подготовке труда, и труд не был начат. В этом мире, чтобы перейти от логической схемы к делу, всегда приходится какое-то звено объявлять далее неанализируемым. В последнем счете это объясняется воздействием "перехода к делу" на форму логической схемы тем обстоятельством, что логическая схема не может быть содержательной без некоторых заданных, не подвергающихся анализу понятий, что эти понятия воздействуют на схему и их нелинейная связь со схемой останавливает простое подведение под схему новых и новых случаев. В квантовой механике квантово-атомистический анализ, учет дискретности поля и континуально-волновой природы частиц, должен остановиться перед телами, которые мы считаем неквантовыми, к которым мы