Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью - Адам Беккер

смог возразить Крамерсу. Вскоре после конференции де Бройль и сам отказался от своих идей по причинам, связанным с аргументами Крамерса[90].

Затем выступили Борн и Гейзенберг. Они представили свою формулировку законов квантовой физики, основанную на матричном подходе. В этой теории главную роль играли принципиально случайные квантовые скачки. Подходя к концу своей презентации, докладчики дерзко заявили, что квантовая физика – это «замкнутая теория, фундаментальные физические и математические положения которой больше не подлежат никаким исправлениям»[91]. Другими словами, построение квантовой физики полностью завершено: нет более никакой необходимости копаться в ее внутренностях и пытаться найти что-либо новое, ни в смысле математики, ни в смысле интерпретации. Следующим говорил Бор. Он в основном перефразировал свою лекцию, прочитанную на озере Комо, подчеркнув, что описания квантового явления в терминах волн и частиц дополнительные, а не противоречивые: оба они необходимы для полного описания, но никогда не могут быть использованы, чтобы описать один и тот же объект в одно и то же время[92].

Эйнштейн несколько дней сидел и слушал, он почти не подавал голоса, только обменивался замечаниями со своим близким другом Полем Эренфестом и мягко подшучивал над «копенгагенским лагерем». Он выжидал, тщательно оттачивая формулировки своих мыслей, прежде чем выступить. И вот во время общей дискуссии он поднялся для выступления. Все в зале знали, что у Эйнштейна есть серьезные сомнения по поводу идей Бора и Гейзенберга. И все взгляды устремились на него, когда он подошел к доске, чтобы набросать на ней схему простого мысленного эксперимента, содержавшего сокрушительную критику копенгагенской интерпретации.

* * *

Почему Бор, Гейзенберг и другие были так твердо убеждены, что квантовый мир недоступен визуализации? Почему они считали, что вещи не могут быть реальными, пока они не наблюдаются? Почему настаивали на том, что классический мир и мир квантов подчиняются принципиально разным законам? Короче, почему они верили в странную совокупность утверждений, получивших название копенгагенской интерпретации?

Самый очевидный ответ на этот вопрос кроется в харизме Нильса Бора, в силе воздействия его могучей личности. Но неясно, откуда у Бора появились эти идеи и, более того, появились ли они вообще. Стиль Бора столь сложен для понимания и запутан, что трудно сказать, какова была его истинная позиция; еще труднее понять, какие именно идеи оказали на него влияние. (Поистине замечательно, что, по мнению учеников и коллег Бора, в основе пресловутой невразумительности его высказываний лежит именно дополнительность. Если верить его студентам, Бор сам говорил, что «правда дополнительна к ясности»; поэтому, по их словам, «Бор был очень плохим докладчиком, так как слишком заботился о правде». Его предложения были «длинными, незаконченными и невразумительными», потому что он «стремился к точности»[93].) Но нарочито невразумительный стиль Бора не останавливает тех, кто пытается проследить источники его идей: напротив, теоретизирование по поводу того, что происходило в голове Нильса Хенрика Дэвида Бора, у физиков превратилось в какой-то народный промысел. Одни считают, что в первую очередь он находился под влиянием Канта; другие указывают на его соотечественника Серена Кьеркегора (на кладбище Ассистенс в Копенгагене его могила находится всего в нескольких десятках ярдов от надгробия Бора); третьи видят в противоречиях дополнительности влияние гностицизма. Леон Розенфельд, наиболее верный и преданный защитник Бора, видит в его работах и мыслях логическое продолжение марксизма; и уж конечно, это мнение не имеет совершенно никакого отношения к тому, что сам Розенфельд – ярый марксист. Короче говоря, о Боре написано очень много, но никакого определенного заключения из этого вывести нельзя (впрочем, некоторое влияние Канта большинство авторов все же признают).

Но сложность стиля Бора и его чудесный дар возбуждать беззаветную преданность в учениках и сотрудниках не дают нам полного объяснения. Другая часть ответа связана с интеллектуальной атмосферой того времени. Вероятно, например, сыграла свою роль антиматериалистическая культура Веймарской Германии[94], находившейся между двумя войнами. Гейзенберг и другие определенно оказались под влиянием Эрнста Маха и его последователей, философов «венского кружка», разработавших учение логического позитивизма. Это воззрение продолжало развиваться с той точки, на которой остановился Мах, – согласно ему, любое утверждение, относившееся к чему-либо ненаблюдаемому, было не просто плохой наукой, оно было буквально бессмысленно. И следовательно, говорить о чем-то, что происходит в квантовых системах, когда никто этого не видит, просто абсурдно[95].

Влияние логических позитивистов на воззрения основателей квантовой физики особенно заметно на личном примере Вольфганга Паули. Паули родился и вырос в Вене, его крестным отцом был сам Эрнст Мах. Прямой, остроумный, глубоко одаренный, Паули пользовался огромным авторитетом среди физиков своего времени. Гейзенберг и Бор добивались его одобрения. Но получить это одобрение было нелегко – ядовитые реплики Паули стали легендарными, его прозвали «бичом божьим»[96]. «Дело не в том, что вы медленно соображаете, главное, чтобы вы не публиковали ваши работы быстрее, чем успеваете думать»[97], сказал он как-то коллеге-физику. О статье другого физика он пренебрежительно высказался так: «О ней даже нельзя сказать, что она ошибочна»[98]. Даже его похвалы были обычно «с двойным дном»: как-то после лекции, прочитанной Эйнштейном в Мюнхенском университете в переполненной слушателями аудитории, Паули воскликнул: «А знаете, то, что сказал господин Эйнштейн, совсем не так уж глупо!»[99] В обсуждениях вопросов квантовой интерпретации Паули часто занимал позитивистскую позицию. По его мнению, беспокоиться о положении объекта прежде, чем оно измерено, бесполезно. «Ломать голову над вопросом о том, существует ли нечто, о чем мы не можем ничего узнать, – говорил он, – это все равно что решать древнюю задачу о том, сколько ангелов может уместиться на кончике иглы»[100].

Позитивизм повлиял и на остальных представителей «копенгагенского лагеря», но в разной степени. И применяли они его различными способами, что вызывало между ними разногласия. Бор вообще отказался от идеи квантового мира. «Никакого квантового мира не существует, – заявлял он. – Изолированные материальные частицы – это абстракции, свойства частиц в квантовой теории определяемы и наблюдаемы только через их взаимодействия с другими системами»[101]. А вот Гейзенберг считал, что квантовый мир существует – и он устроен иначе, чем наш обычный мир. «Атомы или элементарные частицы не так реальны, как явления повседневной жизни; они образуют мир потенциальных возможностей[102], а не мир вещей и фактов». Йордан думал, что «наблюдения не только возмущают объект измерения – они создают его». Он заявлял, что именно измерение параметров электрона «заставляет его занять определенное положение». Но если квантового мира не существует, как полагал Бор, то измерения не могут заставить что бы то ни было в нем произойти! Паули тоже противоречил Бору: он считал, что наблюдение вносит «неопределимые эффекты», которые возмущают наблюдаемые системы неконтролируемым