Гельголанд. Красивая и странная квантовая физика - Карло Ровелли
Нильс Бор был духовным отцом молодых бунтарей, создавших квантовую теорию. Именно он подвиг Гейзенберга заняться этой проблемой и стал его проводником в тайны атомов. Он выступал в качестве третейского судьи в споре Гейзенберга со Шредингером, и именно он сформулировал способ осмысления теории, вошедший во все учебники во всем мире. Из всех ученых он, пожалуй, приложил максимум усилий для понимания следствий теории. Его ставший легендой спор с Эйнштейном об обоснованности теории длился годами, заставив обоих гигантов уточнять свои позиции и идти на попятную.
Эйнштейн всегда признавал, что квантовая механика – это шаг вперед в понимании мира, и именно он выдвинул Гейзенберга, Борна и Йордана на Нобелевскую премию. Но он так никогда и не принял форму, которую эта теория обрела. В разные периоды своей жизни он упрекал ее в несогласованности, неприемлемости, неполноте.
Бор защищал теорию от эйнштейновской критики, временами справедливо, а временами на основе ошибочных доводов97. Образ мыслей Бора не очень ясный, а всегда несколько туманный. Но он обладал невероятным чутьем, и его догадки в значительной степени заложили основы современного понимания теории.
Ключевая мысль Бора сформулирована в уже упомянутом выше высказывании:
«В то время как в классической физике взаимодействием между объектом и прибором можно пренебречь или, если надо, можно его компенсировать, в квантовой физике это взаимодействие составляет нераздельную часть явления. Сообразно этому однозначное описание собственно квантового явления должно, в принципе, включать описание всех существенных частей экспериментальной установки»98.
В этих словах схвачен реляционный аспект квантовой механики, правда, в рамках явления, исследованного в лаборатории с помощью измерительных приборов. Поэтому в этой связи возникают недоразумения: создается впечатление, будто речь идет только о случае, когда имеется особое существо с измерительными приборами. Но считать, что человек, его разум или используемые им числа играют особую роль в грамматике природы, – это идиотизм.
К этому боровскому абзацу следует добавить возросшее за столетие успешного применения теории осознание того, что сущность природы квантовая и что физическая лаборатория с измерительными приборами в этом смысле не представляет собой ничего особенного. Не бывает так, чтобы в лаборатории были квантовые явления, а вне нее – неквантовые: все явления в конечном счете квантовые. Если обобщить ее на все природные явления, то мысль Бора можно сформулировать так:
«В то время как раньше считалось, что свойства любого объекта можно определить, даже пренебрегая его текущим взаимодействием с другими объектами, в квантовой физике это взаимодействие составляет нераздельную часть явления. Сообразно этому однозначное описание собственно квантового явления должно, в принципе, включать описание всех объектов, участвующих во взаимодействии, в котором проявляется рассматриваемое явление».
Это радикальное, но очень четкое утверждение. Явление – это воздействие какой-то части природного мира на другую часть природного мира. Ошибка Ленина была в том, что он спутал это открытие с чем-то имеющим отношение к нашему сознанию – в полемике с Махом дуалистом выступает именно Ленин, не способный представить себе явления в отрыве от трансцендентального субъекта.
Сознание тут ни при чем. Особые «наблюдатели» не играют в теории никакой роли. Главный момент тут гораздо проще: невозможно отделить свойства объекта от других объектов, при взаимодействии с которыми эти свойства проявляются. Все свойства (переменные) объекта в конечном счете таковы только по отношению к другим объектам.
Изолированный объект, рассматриваемый сам по себе, вне каких бы то ни было взаимодействий, не имеет определенного состояния. В крайнем случае можем приписать ему некую конфигурацию99, характеризующую вероятность разных его проявлений. Но и это всего лишь суждение об ожидаемых в будущем явлениях и отражение явлений уже произошедших, и поэтому оно возможно исключительно по отношению к другому объекту.
Это радикальный вывод. Он разрушает представление о том, что мир должен состоять из обладающей свойствами субстанции100 и вынуждает нас рассматривать все в терминах отношений.
Я считаю, что именно это новое знание о мире открыла нам квантовая теория.
3. Без основания? Нагарджуна
Это понимание главного открытия квантовой механики восходит к первоначальным догадкам Гейзенберга и Бора, но стало проясняться в середине девяностых с появлением «реляционной интерпретации квантовой механики»101. Реакция философов на эту интерпретацию открытия квантовой механики была неоднозначной. Разные философские школы пытались сформулировать ее в разных философских терминах. Один из самых блестящих современных философов Бас ван Фраассен сделал глубокий анализ этой интерпретации в рамках своего «конструктивного эмпиризма»102. Мишель Битболь предложил неокантианское прочтение103, И. Е. Прись[9] – анализ в рамках контекстного реализма104, Пьер Ливе – в терминах онтологии процессов105, Мауро Дорато написал проникновенную статью с анализом ее различных философских аспектов106, поместил ее в рамки структурного реализма, согласно которому реальность состоит из структур107, а Лаура Кондиотто защищает эту же точку зрения, выдвигая превосходные аргументы108.
Я не собираюсь здесь углубляться в споры между разными течениями в современной философии. Добавлю лишь несколько соображений и расскажу одну историю из своей жизни.
Открытие того, что считавшиеся абсолютными величины оказываются относительными, красной нитью проходит через всю историю физики. Примером может служить рассмотренная Галилеем относительность скорости. Открытия Эйнштейна находятся в той же струе. Различие электрического и магнитного полей тоже относительно – оно зависит от того, как мы движемся. Значение электрического потенциала определяется относительно потенциала в другом месте. И так далее.
И это касается не только физики – относительный (реляционный) подход встречается во всех науках. В биологии характеристики живых систем могут быть поняты в их отношении со средой, образованной другими живыми существами. В химии свойства элементов представляют собой способы их взаимодействия с другими элементами. В экономике речь идет об экономических отношениях. В психологии индивидуальная личность существует в контексте отношений. В этом и многих других случаях мы понимаем сущности (биологическая и психическая жизнь, химические соединения…) в их бытии по отношению к другим сущностям.
Критика понятия «сущность» как основы реальности – постоянно повторяющийся мотив в рамках разных традиций в истории западной философии109, от гераклитовского «все течет» до современной метафизики отношений. Только за последний год были изданы такие философские труды, как «Формальный подход к метафизике перспектив»110 и «Релятивизм точек зрения – новый эпистемологический подход, основанный на концепции точки зрения»111.
В аналитической философии структурный реализм112 основывается на идее
