Маркова Л.А. Наука и логика смысла Ж.Делеза

 

раздел I
теоретические проблемы философии современной науки

(Материалы III Смирновских чтений)

А.Ю.Севальников

О некоторых тенденциях в интерпретации науки

Мы переживаем эпоху krisiV’a, по-гречески — суда, судебного разбирательства. Глобальный перелом захватил и то, что породило современную цивилизацию, — науку. Речь идет не о тех очевидных трудностях, связанных прежде всего с общей экономической ситуацией, как-то: проблемы недофинансирования, износа материально-технической базы, оттока умов и т.п., а с процессами внутри самой науки.

Породив изначально великие надежды и мечты, сейчас она действительно испытывает кризис, но кризис совершенно особого рода. Нет, наука не исчезла, не “навсегда покинула нас” (В.Н.Тростников), она есть, развивается и по-прежнему определяет лицо цивилизации. Однако кризис существует, и это, прежде всего, кризис ее оснований, ее метафизических истоков, о которых хотели забыть, но которые вдруг неконтролируемо вырвались наружу. В этой ситуации крайне интересно проанализировать, что же происходит в этой области. Каковы истоки науки? Каков ее ценностный статус? Как оценить ту роль, что она сыграла в мировой культуре за последние три столетия? Как она в действительности соотносится с философией и религией? Вот далеко не полный перечень вопросов, которые всегда обсуждались в философии и которые необычайно широко обсуждаются в России последнее десятилетие.

То, что может быть увидено или схвачено, всегда зависит от того, где мы находимся и как высоко мы поднялись для своего обзора. Несмотря на все декларации об “объективности”, непредвзятости анализа, его “улов” зависит от изначальной точки зрения, того метафизического, мировоззренческого фундамента, на котором находится автор. Нашим отправным утверждением будет тезис М.Бубера из его работы “Религия и действительность”: “Истинный характер эпохи достовернее всего усматривается в преобладающем в ней типе взаимоотношений между религией и действительностью” [1, с. 346]^[i]. Физическую реальность исследует, прежде всего, естествознание, поэтому вопрос его соотношения с религией приобретает особую актуальность. Уже минуло десятилетие, как исчезли идеологические оковы, по этой тематике появилось невообразимое количество работ, так что вполне можно подводить некоторые итоги.

Сразу необходимо отметить, что академическая философия выступает далеко не в роли лидера. Гораздо раньше эта проблематика стала обсуждаться учеными, Церковью, мистиками, или просто любителями. В этих рамках можно отметить ежегодные конференцию “Наука, философия, религия”, проводимые, прежде всего, Объединенным Институтом ядерных исследований и Московской Духовной Академией, конференцию “Рождественские чтения” с секцией “Научная апологетика”, проводимую Московской Патриархией, регулярный семинар “Фундаментальная наука и духовная культура” Ю.С.Владимирова на физфаке МГУ. И только в последнее время появились два постоянно действующих семинара П.П.Гайденко и В.Н.Катасонова в Институте философии РАН, здесь же, правда, необходимо отметить и хороший сборник “Философско-религиозные истоки науки”, подготовленный коллективом сектора.

Можно выделить наиболее часто обсуждаемые вопросы, один из них — это вопрос генезиса современной науки. Эта тема давно привлекала внимание как зарубежных, так и отечественных исследователей. Сейчас эта тема приобрела второе дыхание и не в последнюю очередь из-за усилившейся критики науки.

Эта критика раздается не только из гуманитарных кругов, связанных прежде всего с философией постмодернизма, но и со стороны мистических, неоспиритуалистских групп, разного рода экологистских кругов и т.п. Упреки в адрес науки тесно переплетаются с критикой христианства. Исходя из библейского повеления: “Наполняйте землю, и обладайте ею, и владычествуйте над рыбами морскими, и над птицами небесными, и над всяким животным, пресмыкающимся по земле” (Быт. 1:28), подвергается критике понимание человека как образа Божия, человека, как владыки над природой. Согласно такой точке зрения, именно здесь лежат корни современного отношения к природе как объекту господства со стороны человека и именно с этим связывается “агрессивный и наступательный” характер современной западной цивилизации, приведшей человечество к экологическому кризису.

“Однако не забудем, — как справедливо отвечает на эту критику П.П.Гайденко, — что, согласно, библейскому повествованию, человек после грехопадения утратил ту первоначальную чистоту, которая была источником как его силы, так и его сочувственной близости ко всей живой твари на земле, благодаря чему он мог “пасти бытие”, если употребить известную метафору Хайдеггера, а не господствовать над ним как своекорыстный насильник” [2, с. 54]^[ii].

Безусловно, современная наука родилась в лоне западноевропейской христианской цивилизации, но какова роль самого христианства, так сказать, “в чистом виде”, до сих пор остается дискуссионной.

В последнее время наибольшее распространение получило представление о том, что научную революцию в главных ее чертах определило возрождение герметической традиции в эпоху Ренессанса. Количество работ, посвященной этой теме, постоянно возрастает. Среди первых можно отметить исследования Ф.Йейтс, Р.Уэстмана, Дж.Макгуайра, П.Рэттанси.

В своей известной книге “Джордано Бруно и герметическая традиция” (1964) Йейтс говорит о “герметическом импульсе как движущей силе” возникновения классической науки, причем основой при этом явилась “алхимическая философия”. За годы, прошедшие со времени публикации, работа Йейтс прошла многостороннюю и придирчивую “проверку” историков науки, стремившихся подтвердить или опровергнуть содержащиеся в ней тезисы.

Ни у кого не вызывает сомнения принадлежность к герметической традиции Дж.Бруно, Парацельса, Ван Гельмонта, Джона Ди, Роберта Фладда, Фр.Патрици, целого ряда других представителей позднего Возрождения. Часто, в качестве возражения, утверждается, что собственно у истоков современной науки находятся совсем другие личности, прежде всего Коперник, Галилей, Кеплер, Ньютон, Декарт, Бэкон, которые весьма далеки по своему мировоззрению от оккультных наук. Тем не менее, как показывают современные исследования, такое утверждение далеко от истины. “Еще несколько лет назад никто и не подозревал о роли Ньютона в этом общем движении, направленном на renovatio европейской религии и культуры с помощью смелого синтеза оккультных традиций и естественных наук. Правда, Ньютон никогда не публиковал результаты своих алхимических опытов, хотя и объявил, что некоторые увенчались успехом. Его бесчисленные алхимические рукописи, неизвестные до 1940 года, недавно были детально проанализированы профессором Бетти Т.Доббс в ее книге “The Foundations of Newton Alchemy” (1975). Проф. Доббс сообщает, что Ньютон проводил в своей лаборатории опыты, описанные в обширной архимической литературе, “в таких размерах, в каких это не делалось никогда, ни до, ни после него” (Dobbs, c. 88) [3, с. 247]^[iii]. По различным оценкам, объем алхимических рукописей, прошедших через его руки, был около 5000 страниц. “Полагают, что Ньютон был членом тайного общества алхимиков, но даже придумал себе алхимический псевдоним Ieova sanctus unus (Единый святой Иегова) — анаграмму своего имени Isaacus Neutonus” [4, с. 307]^[iv]. Всеми авторами, изучавшими эту сторону деятельности Ньютона, подчеркивается его глубокое понимание алхимической проблематики. “С помощью алхимии Ньютон надеялся открыть структуру микроуниверсума, чтобы сопоставить ее со своей космологической системой. Открытие земного притяжения — силы, удерживающей планеты на орбитах, не удовлетворяло его до конца. Однако, несмотря на то, что он с 1669 по 1696 г. неустанно проводил опыты, ему не удалось найти силы, которые управляют корпускулами. Тем не менее, когда в 1679—1680 гг. он начал исследовать динамику орбитального движения, то применил к Вселенной свои “химические” концепции притяжения” [5, с. 247].^[v]

Ньютон был уверен, что в алхимии существуют истинные тайны, скрытые от непосвященных, и которое “в наши дни… может быть возвращено с помощью опытов и еще более строгим способом…”. По мнению Доббс, “алхимическое мышление Ньютона было столь прочным, что он никогда не отрицал его значимости. В определенном смысле всю карьеру Ньютона после 1675 г. можно интерпретировать как постоянное усилие объединить алхимию и философию механики” [6, с. 247-248]^[vi].

Элиаде, так же как и Доббс, приходит к выводу, что современная наука — результат брака герметической традиции с философией механики. Здесь мы не будем анализировать выводы М.Элиаде, сами по себе достаточно интересные и заслуживающие внимания. Мы остановимся на других заключениях, опирающихся на этот же материал. Речь идет о ряде публикаций и выступлений известного поэта, культуролога, одного из лучших российских знатоков западноевропейской алхимии Евгения Головина.

В послесловии к изданию Лавкрафта издательства “ГАРФАНГ” им делается попытка соотнесения “современного строя сознания с черно-магическим видением мира”, утверждается, что многие аспекты современной науки совпадают с доктринами и учениями черной магии. Эту же тему он развивает в весьма примечательном интервью для журнала “Элементы”. Его трактовка истоков современной науки, конечно, маргинальна, но, тем не менее, эпатируя публику, она приобрела определенную известность и поэтому есть смысл на ней остановиться. Воспроизведем часть этого интервью:

“Эл.: Мирча Элиаде… не раз указывал, что современный мир… во многих своих аспектах воспроизводит отдельные стороны сугубо герметического, алхимического мировоззрения, лишенного, однако, спиритуального измерения. Эта тема… весьма актуальна и требует дальнейшего развития. Как Вы… отметили, отцы позитивистского мировоззрения были одновременно любителями магии и оккультных наук. Взять к примеру Кеплера…

Е.Г.: Безусловно… Крайне интересен переход магического мировоззрения в мировоззрение научное. Иногда этот переход неуловим, как… у того же Кеплера, который был когда-то другом Роберта Фладда и придворным астрологом мистического императора Рудольфа Второго, но при этом он заложил основы сугубо современной астрономической картины мира. Если внимательно почитать Кеплера, то как раз открывается… весьма странное происхождение современной позитивистской науки… Другим представителем этого явления можно назвать Джона Ди, создателя теории “четвертого измерения”, написавшего глубокое исследование к “Началам” Евклида, знаменитого астронома и картографа. И в то же время Джон Ди — одна из исторических персонификаций доктора Фауста — является переходной фигурой от магии к позитивизму, он распят между магией и позитивистской наукой. Мне всегда было странно, как подобные люди могли это сочетать? Так уж ли несоединимо магическое мировоззрение с позитивистским?.. Есть серьезные основания считать современную науку очень точным продолжением черной магии, только если убрать… ее спиритуальный аспект. Я имею в виду негативную магию слова, орфического посвящения и невыносимо эсхатологический христианский аспект — сведение необозримого многообразия мира и миров к борьбе добра и зла. Если убрать все это у Роджера Бэкона, Альберта Великого и Парацельса, то мы получим весь инструментарий современной науки” [7, с. 50]^[vii].

Такая точка зрения в принципе не нова, имплицитно она уже содержится в работах Йейтс, и позиция Головина лишь крайне и отчетливое выражение такой мысли. Историкам науки уже не раз приходилось подвергать критике воззрения подобного рода. “В качестве характерного примера можно сослаться на основательные “проверочные” исследования историка астрономии Уэстмена и историка физики Макгуайра, выпустивших книгу “Герметизм и научная революция”. Внимательно изучив восприятие коперниканства известными герметистами, Уэстмен пришел к выводу, что герметическая традиция сама по себе не создала ни “атмосферы”, ни связной аргументации, достаточных для того, чтобы склонить принадлежащих к ней деятелей к принятию гелиоцентрической альтернативы…

Макгуайр, внимательно изучивший возможное влияние на Ньютона “Герметического корпуса”, пришел к выводу, что, по сути дела, нельзя вообще говорить о герметизме как самостоятельном идейном течении: “Герметизм не был ни независимой исторической силой, ни обособленной интеллектуальной традицией, но… был почти всегда консолидирован и организован неоплатонизмом и распространялся благодаря оживлению последнего, так что неоплатонизм существует как независимая историческая реальность, чего нельзя сказать об интеллектуальных элементах герметизма” [8, 91-92]^[viii].

Такие выводы подтверждаются и российским философом В.П.Визгиным, проведшим собственные исследования космологии Дж. Бруно. Позиция Визгина достаточно привлекательна, тонко нюансирована. Ему удается показать совместное влияние целого ряда традиций, где герметизм не был магистральным путем к науке нового времени. Не повторяя его известной аргументации, приведем выводы, которые нуждаются в дальнейшем развитии и подтверждении. “Да, магико-герметическое течение, столь широко распространенное и развившиеся в эпоху позднего Возрождения, сыграло свою роль в подготовке научной революции… Но, тем не менее, от спиритуализма, анимизма, и натуральной магии не было пути к новой науке, даже если бы вместе с этими учениями развился не только пантеизм, но и крайний атеизм… Герметический импульс расшатал традиционное христианство Запада, но наука возникла потому, что антихристианского срыва в восточный гностицизм при этом не произошло. И в этом уникальном событии свою роль сыграли и герметисты, и пуритане, и католики” [8, с. 140-141].

 

 

Е.А. Мамчур

Принцип “арациональности” и его
границы ^*

Так называемое “допущение арациональности” было сформулировано Л.Лауданом с целью определить границы социологического подхода к анализу научного знания. Л.Лаудан выражает суть этого принципа следующим образом: “Социология познания может вступать в силу и применяться для объяснения научных идей только тогда, когда эти идеи не могут быть объяснены в терминах их рациональных достоинств” [1, p. 202]^[ix] Иными словами, социологический анализ должен применяться лишь в том случае, когда речь идет о познавательных явлениях, которые не могут быть объяснены рационально. “Социология познания — только для девиаций” — так выразил сущность допущения арациональности У.Ньютон-Смит [2, p. 238]^[x]. Она должна и может применяться для объяснения появления и функционирования “плохой науки”, той, что “отклоняется” от прямого пути рациональности. “Хорошая” наука не нуждается в таком анализе: она может и должна быть объяснена с помощью когнитивных факторов. Появление, скажем, дарвинизма, с позиции принципа арациональности, не нуждается ни в каком социологическом объяснении, тогда как феномен “лысенковщины” требует социологического подхода.

Философами науки допущение арациональности было воспринято с энтузиазмом. Они решили, что в лице этого принципа найдено верное решение проблемы границ социологии познания. Дж.Р.Браун подчеркивает его позитивную роль в решении задачи рациональной реконструкции познавательного процесса, утверждая, что он направлен на то, чтобы максимально рационализировать познавательный процесс [3, 143]^[xi]. Так же высоко оценивают его роль другие рационалистически ориентированные философы науки.

Руководствуясь принципом арациональности, философия науки в решении проблемы границ социологического подхода (к анализу знания), оказалась близка к традиционной социологии науки. Известный социолог Р.Мертон так определяет границы социологического подхода: “Центральным пунктом согласия всех подходов к социологии познания является тезис, согласно которому идеи имеют экзистенциальный (т.е. социальный) базис лишь в той мере, в какой они не могут быть определены имманентно (т.е. рационально)” [4, p. 516]^[xii]. Эту точку зрения поддерживал и другой известный социолог науки — К.Манхейм. Он различал между имманентными и не-иммацентными идеями (подразумевая под имманентными идеями те, которые могут быть объяснены с привлечением только когнитивных факторов) и утверждал, что только не-имманентные идеи являются подходящим материалом для социологического анализа.

Между тем, возникшая в 70-х гг. социология познания (особенно то ее направление, которое получило название “Сильной программы социологии познания” — дальше СПСП (она разрабатывается представителями Эдинбургской школы исследования науки ) — относится к такому решению проблемы резко отрицательно. В противовес ему представители СПСП выдвигают принцип (методологической) симметрии. Согласно этому принципу, не только “плохая”, но и “хорошая” наука должна исследоваться средствами социологического анализа [5, p. 4-6]^[xiii].

Философы науки встретили принцип методологической симметрии (так же как и “Сильную программу” в целом) с негодованием. В принципе методологической симметрии они усмотрели отказ от признания внутренней логики науки, отрицание автономии научного знания. Они упрекают сторонников СПСП в забвении особого эпистемологического статуса науки, присущих ей специфических особенностей, отличающих ее от мифа, религии и других форм культурной деятельности людей.

Между тем, весь этот гнев в значительной мере напрасен. В самом по себе принципе симметрии, так, как его трактуют все социологические подходы к анализу научного знания, нет ничего криминального. В этом принципе, если он не сопровождается какими-либо дополнительными, более сильными, оговорками, находит отражение тот вполне очевидный факт, что наука является продуктом человеческой деятельности, одним из аспектов человеческой культуры, в силу чего может изучаться теми же методами, что и другие сферы человеческой интеллектуальной деятельности.

Так что сам по себе принцип методологической симметрии имеет право на существование. И в той мере, в какой социология познания ограничивается этим принципом, с нею все в порядке. Любая интеллектуальная деятельность, в том числе и научная, вполне может быть подвергнута таким образом понимаемому социологическому анализу без угрозы искажения её сущности. Принцип арациональности в данном случае оказывается не работающим.

Но тогда возникает вопрос, почему философы науки стремятся распространить действие принципа арациональности и на этот случай? В чем причина их резко отрицательного отношения к постулату методологической симметрии и к социальному вообще? Почему они считают, что социальные факторы всегда ведут только к девиациям?

Одна из причин заключается в особом истолковании самого понятия “социальное”. Философы науки трактуют социальное в смысле групповых интересов, носящих, к тому же, идеологический характер. Все примеры влияния социального на научное познание, которые приводит в своих работах сам автор принципа арациональностиЛ.Лаудан, являются примерами социальных факторов именно такого рода. Отрицая объяснительные возможности когнитивной социологии в теоретической реконструкции познавательного процесса, Лаудан пишет: “Говорим ли мы о социальных классах, экономических основаниях, системе родства, исполняемых ролях, психологических типах или образцах этнической общности, мы обнаруживаем, что все эти факторы не имеют непосредственного отношения к системам научного мировоззрения большинства ученых... Среди защитников (так же как и опровергателей) ньютоновской теории в 18 в. были как сыновья рабочих, так и аристократов; среди ученых, принявших дарвинизм в 1870-80 гг. были как политические консерваторы, так и политические радикалы; приверженцы коперниканской астрономии в 17 веке представляли собой целый спектр занимаемых положений и психологических типов, начиная с университетских преподавателей (Г.Галилей), профессионального военного (Р.Декарт) и кончая священником (М.Мерсенн)” [1, p. 68].

В таком же узком духе трактует социальное и У.Ньютон-Смит. Приводя примеры влияния социального на научное познание, Ньютон-Смит пишет: “Мы можем легко представить себе ученого на ранних стадиях развития науки, который, стремясь занять высокий пост в церкви, выбирает для разработки теорию, которая больше всего нравится церковным авторитетам (или современного молодого ученого, который, желая сделать научную карьеру, выбирает программу, поддерживаемую главой департамента, в котором он работает, хотя в глубине души он убежден, что эта программа лежит вне сферы настоящей науки)” [2, p. 246].

И если философы науки понимают социальное в таком духе, они правы в своем негативном отношении к нему: групповые идеологические интересы действительно способны повлиять на развитие науки самым негативным образом. Достаточно привести только один пример — лысенковщину. Следует отметить, однако, что исходя из такой узкой трактовки социального, философы науки в своем споре с социологами познания нередко бьют мимо цели, поскольку далеко не все социологические направления трактуют социальное в смысле групповых интересов. Многие из них исходят из значительно более широкого истолкования “социального”, понимая его как продукт общества в целом.

Когда, например, Д. Блур говорит о влиянии культурных факторов на математические теории числа и утверждает, что в различных культурах формировались различные концепции числа, он имеет в виду отнюдь не идеологические групповые интересы, а либо культуру античной Греции в целом, либо современную европейскую культуру [5, ch. 5].

Другой причиной негативного отношения к принципу методологической симметрии является то, что философы науки ошибочно приписывают социологам представления о более сильном, чем это есть в реальном бытии науки и в философских реконструкциях познавательного процесса, воздействии социального (на познавательный процесс). Обсуждая вопрос о влиянии социальных факторов на научное познание, можно иметь в виду как более слабое, так и более сильное воздействие. Более слабое воздействие можно охарактеризовать как социальную обусловленность познания, а более сильное — как социальную детерминированность познания. Философы науки подозревают социологов познания в том, что они всегда исходят из утверждений о существовании социальной детерминированности познания. На самом деле это далеко не всегда так.

Принцип методологической симметрии, сформулированный СПСП, не будучи снабженным какими-либо оговорками или дополненным какими-то другими принципами, ничего не говорит о том, какое влияние имеется в виду. Многие социологические направления, принимая этот принцип, предполагают слабое влияние, т.е. социальную обусловленность познания. Так, все направления социологического анализа знания, которые объединяют в последнее время под названием “конструктивизм”, фиксируя свое внимание на том, что наука является человеческим предприятием, что она — продукт деятельности людей [6]^[xiv], имеют в виду социальную природу познания и этим ограничиваются.

Есть, однако и такие направления, которые исходят из тезиса о более сильном влиянии. К ним относятся СПСП, а также социальный конструктивизм Б.Латура и С.Вулгара (СК) [7]^[xv]. Так, один из авторов СПСП Д. Блур не просто констатирует влияние социокультурных факторов на математические концепции числа, он отрицает возможность существования единого корпуса математического знания. Он утверждает, что античная математика имеет такое же право на существование, как и современная математика, что она ничуть не хуже этой последней и является ее альтернативой.

Аналогичным образом представители СК не просто утверждают, что на интерпретацию экспериментальных фактов влияют социальные отношения различного рода. Латур и Вулгар полагают, что научные факты целиком и полностью являются социальной конструкцией. С их точки зрения, научные факты становятся фактами только в результате соглашения между учеными. Для представителей СК социальные интересы и мотивы являются главной движущей силой деятельности ученых. Они и не пытаются усмотреть какие-либо другие мотивы этой деятельности. Описывая основные тенденции анализа познавательной деятельности, заложенные СК, Я.Голинский пишет: “Внимание переключилось с аномалий как таковых на их конструирование и на те цели, которые при этом преследовались. Более предпочтительным стал представляться не столько вопрос о том, “что являлось аномалией”, сколько вопросы о том, “кто утверждал, что появилась аномалия” и “каким образом ему удалось убедить в этом других” [5, p. 25]. Эта форма вопроса, полагает Голинский, открывает путь к истинной причине появления аномалий — к исследованию распределения финансовых ресурсов в научном сообществе. Таким образом, поиски финансовой поддержки рассматриваются как основной фактор в оценке научных данных, а значит, и в развитии знания. Излишне говорить, что такая точка зрения является не просто циничной; она является карикатурой на реальную картину деятельности ученых.

СПСП помимо принципа методологической симметрии вводит принцип каузальности, согласно которому социальные факторы при объяснении развития науки должны рассматриваться в качестве причины появления и принятия теорий. Очевидно, что это означает социальную детерминацию научного познания. Принцип методологической симметрии вкупе с принципом каузальности — это уже определенная позиция, которая фактически означает релятивизм в трактовке научного знания, отказ от признания собственной истории науки, отличной от истории социального окружения. В отличие от тезиса о социальной обусловленности, тезис о социокультурной детерминированности естественнонаучного знания является весьма проблематичным. И здесь принцип арациональности может играть конструктивную роль, указав социологам действительные границы действия социальных факторов, фиксируя, что они ответственны за социокультурную обусловленность научного знания.

Таким образом, принцип арациональности, устанавливая границы социологии познания, сам обнаруживает пределы своей применимости. Он оказывается эффективным, если направлен против социологического подхода, предполагающего социальную детерминацию научного знания и/или отождествляющую социальное с групповыми идеологическими интересами. Социологические подходы, которые исходят из более слабых форм влияния социального и имеют в виду социальное в широком смысле слова, лежат вне сферы применимости этого принципа.

Под действие принципа арациональности подпадают социальный конструктивизм Латура и Вулгара (СК) и СПСП. Насколько нам известно, другие социологические подходы исходят из более слабых предпосылок^[xvi]. Для таких направлений, как “конструктивизм”, который, как уже отмечалось, исследует науку в качестве продукта человеческой деятельности и этим ограничивается, или, например, антропологическое и этнографическое направления, которые остаются в рамках социальной обусловленности познания и не отождествляют социальное с идеологией, допущение арациональности оказывается не работающим. Эти социологические подходы, в сущности, не имеют границ.

 

 

В.Д.Эрекаев

Некоторые следствия ЭПР-парадокса:
1. Неопределенность одновременных
квантовых измерений

Физическое истолкование процесса измерения в квантовой механике сопряжено с рядом существенных трудностей. Большинство из них связано с проблемой интерпретации коллапса волновой функции. Здесь мы рассмотрим некоторые особенности процедуры одновременных измерений в квантовой механике. Согласно квантовой механике, если операторы не коммутируют, то невозможно точно измерить значения соответствующих физических величин одной и той же частицы. Например, измеряя координату частицы и получая ее точное значение, мы не можем одновременно измерить точное значение импульса этой частицы. В рамках ЭПР парадокса [1, с. 604-611]^[xvii] мы приходим к выводу, что невозможно одновременно точно измерить эти же характеристики уже для двух частиц, удаленных после взаимодействия друг от друга на пространственно подобный интервал. Но так как частицы по условию мысленного ЭПР эксперимента движутся с одинаковыми скоростями и, следовательно, должны разойтись от места взаимодействия на одинаковое расстояние, то получается, что мы точно можем знать их местоположение и импульсы, которые по первоначальному предположению направлены в противоположные стороны. В этом противоречии и состоит суть ЭПР парадокса в одной из его интерпретаций.

Представим себе ситуацию, что необходимо измерить одновременно две какие-нибудь сопряженные величины, например, импульс и координату частицы. Как уже отмечалось выше, согласно квантовой механике их одновременное точное измерение невозможно. Однако попробуем ответить на следующий вопрос: если у нас имеются приборы для измерения импульса и координаты и мы попытаемся провести одновременное измерение положения и импульса, то при таком одновременном измерении какая физическая величина будет иметь точное значение, а какая неопределенное?

Так как для одной и той же частицы проведение такого одновременного измерения затруднительно, то используем для этой цели ситуацию ЭПР эксперимента. А именно, мы можем измерять положение у одной из разлетевшихся частиц, а импульс — у другой. При этом, согласно квантовой механике, эти частицы представляют собой взаимосвязанную квантово-механическую систему, для которой должно выполняться соотношение неопределенностей и принцип дополнительности. В частности, если мы измерили положение одной частицы, то ее импульс должен быть неопределенным, а существующая между двумя частицами взаимосвязь или корреляция должны привести к тому, что положение второй частицы должно быть определено, а импульс должен иметь неопределенное значение.

Учитывая это, будем одновременно измерять положение у одной частицы, а импульс — у другой. Повторим, что, согласно принципу неопределенности, одна из величин должна иметь точное значение, а другая — неопределенное. Но так как измерение проводится одновременно, то совершенно неясно, какая именно величина будет иметь точное значение, ведь ситуация абсолютно “зеркальная”, полностью симметричная и нельзя отдать предпочтение чему-то одному. В этой ситуации можно говорить либо об усилении принципа неопределенности в отношении к процессу одновременных измерений, либо о новом противоречии в основаниях квантовой механики и, соответственно, об усилении тезиса о ее неполноте.

Поскольку у нас нет критериев для ответа на вопрос о том, какая из величин при одновременном измерении будет измерена первой, чтобы стать точно определенной, то рассмотрим более тщательно сам момент одновременного измерения. Логично предположить, что ответ на вопрос о том, какая физическая величина окажется измеренной точно, состоит в выяснении того, какая из величин окажется измеренной первой. Это действительно было бы логично, поскольку согласно принципу неопределенности мы не можем измерить одновременно точно значения двух некоммутирующих операторов, а измерив точно сначала одну из этих величин, мы автоматически получим неопределенное значение другой величины. Конечно, можно было бы попытаться сначала измерить неопределенную величину, а потом утверждать, что вторая величина — точная. Но это невозможно, ибо “при измерении мы всегда получаем определенный результат”. [2, с. 11-22]^[xviii]. Кроме того, для макронаблюдателя и современного способа познания, по-видимому, более понятен и все еще более естественен первый путь: определить по возможности точные значения, а потом делать вывод о неопределенности второй величины. Хотя мы должны допускать, что, по-видимому, в рамках квантовой механики и гейзенберговского принципа неопределенности разделение на точную и неопределенную величины при измерении происходит мгновенно и одновременно.

Здесь также следует учесть и тот факт, что физика — наука приближений, а в реальных физических процессах не существует абсолютно точных, абсолютно мгновенных и абсолютно одновременных событий. Все значения физических величин определяются с некоторой точностью в рамках той или иной концептуальной и теоретико-формальной схемы. Например, согласно специальной теории относительности, одновременность может быть установлена с помощью часов, линеек и светового луча. Но понятно, что эта процедура и эта одновременность не являются чем-то абсолютно точным. С физической точки зрения, с точки зрения рассмотрения этого события как процесса, мгновенное появление двух взаимосвязанных значений физических величин остается совершенно неясным и физически необъяснимым. Принятие положения об абсолютной одновременности событий приведет к мгновенному действию на расстоянии. Последнее противоречит специальной теории относительности, но если все же вдруг и окажется истинным, то потребует капитальной перестройки представлений современной физики.

Поэтому, оставаясь в рамках разумных в настоящее время физических приближений и ограничений, предположим, что как только мы осуществим точное измерение одной из величин, то вслед за этим, пусть даже почти мгновенно, вторая величина принимает неопределенное значение. Физический смысл последнего, на наш взгляд, требует уточнения. Например, это может означать, что некоторая физическая величина никогда не имеет какого-то численного значения в принципе и этому должна соответствовать определенная глубокая онтология. Другая возможная трактовка состоит в том, что неопределенность может трактоваться вероятностно. Не вдаваясь в подробности этого вопроса, рассмотрим далее сам процесс измерения двух характеристик микрочастиц. Уменьшая интервал времени между появлением точного значения одной из физических величин и неопределенного значения квантово-механически сопряженной ей физической величины, мы переходим к рассмотрению бесконечно малых временных интервалов. Формально математически момент появления точного и неопределенного значений величин можно рассматривать как предел процесса при Дt→0.

В то же время квантовая механика дает возможность получить некоторые физически разумные результаты, не доходя до предела t=0. Дело в том, что уже для интервалов времени Дt≈10^-23 с начинает явно и эффективно проявляться виртуальная природа микропроцессов. Вообще говоря, Дt≈10^-23 с — это время жизни виртуальных частиц, поэтому в пределах этого интервала времени, т.е. от 0 с до 10^-23 с, или, по крайней мере, с планковского момента времени 10^-43 с до 10^-23 с, по-видимому, можно ожидать доминирования виртуальных процессов. Возможно даже, что на этом отрезке времени все физические процессы принимают виртуальную форму существования со всеми вытекающими отсюда свойствами.

Среди разнообразных свойств виртуальной формы существования процессов микромира отметим только следующее: на интервале “виртуального времени”, т.е. в пределах 10^-23 с существенно возрастает роль флуктуаций и стохастичности процессов. Что это означает для рассматриваемой нами проблемы? В частности, то, что если мы для одновременного измерения точных значений и координаты и импульса выбираем приборы, которые могут измерить эти значения точно, то ответ на вопрос, какая характеристика будет измерена точно, а какая останется неопределенной, будет определяться виртуальными процессами, протекающими в пределах 10^-23 с процесса измерения. Стохастичность флуктуаций, сугубо вероятностный характер процессов этого уровня реальности, по-видимому, должны привести к тому, что результат данного одновременного измерения будет случайным. Это означает, что нельзя даже в принципе сказать, оставаясь в рамках стандартной интерпретации квантовой механики, какая величина будет точно измерена. Но это, в свою очередь, означает, что сам процесс одновременного измерения в квантовой механике становится вероятностным и в этом смысле неопределенным. Мы не можем гарантированно утверждать, что мы получим в результате такого измерения.

Возможно, что и в квантовой механике наши представления об одновременности должны измениться и принять некую неклассическую форму. Такие свойства одновременности не могут быть эквивалентны свойствам одновременности в специальной теории относительности, поскольку применение принципов СТО к квантовой механике ведет к квантовой теории поля, а мы в рассматриваемом случае, по-видимому, все же должны оставаться в рамках стандартной квантовой механики.

 

 

В.В.Казютинский

Инфляционная космология:
теория и научная картина мира^*

Сейчас происходит новый коренной пересмотр знаний о Вселенной как целом, т.е. наибольшем по масштабу фрагменте мирового целого, который наука способна выделить имеющимися в данное время средствами. Этот пересмотр касается двух концептуальных уровней: 1) построение новых космологических теорий; 2) изменения блока “мир как целое” в научной картине мира (НКМ).

Современные изменения в космологии вносят чрезвычайно большой, но пока недостаточно оцененный вклад в современную НКМ, не говоря уже о мировоззренческом интересе, который они представляют. Их суть — возвращение к выраженным языком неклассической физики идеям бесконечного множества миров, бесконечности пространства и времени, бесконечности процессов эволюции и самоорганизации во Вселенной (Метавселенной), часть которых считалась навсегда отвергнутой с позиций науки.

Теория расширяющейся Вселенной была исключительно эффективной исследовательской программой. Она позволила решить ряд проблем, относящихся к структуре и эволюции нашей Метагалактики, в том числе, ранним стадиям ее развития. Например, выдающимся достижением стала теория “горячей Вселенной” Г.А.Гамова, подтвержденная открытием в 1965 году реликтового излучения. Многочисленные альтернативы фридмановской космологии оказались неубедительными.

Вместе с тем, теория расширяющейся Вселенной сама столкнулась с рядом серьезных проблем. Некоторые из них носили, так сказать, “технический” характер. Скажем, несколько обескураживает то, что, несмотря на интенсивные исследования, до сих пор не удалось построить в рамках теории А.А.Фридмана достаточно адекватную модель расширяющейся Метагалактики, поскольку известные факты, необходимые для построения такой модели, либо недостаточно точны, либо противоречивы. Другие проблемы носят более принципиальный характер. В качестве “дамоклова меча” над космологами уже давно висит “парадокс массы”, согласно которому 90-95% массы Метагалактики должно находиться в невидимом состоянии, природа которого пока непонятна. Современное развитие теории расширяющейся Вселенной породило ряд еще более серьезных проблем, в сущности, ясно показывающих ограниченность теории, ее неспособность справиться с этими проблемами без существенных концептуальных сдвигов. Особенно много неприятностей доставляла теории проблема самых начальных стадий эволюции Вселенной. Хорошо известна проблема сингулярности: при обращении радиуса Вселенной, т.е. нашей Метагалактики, в нуль многие параметры становились бесконечными. Неясным оказывался физический смысл вопроса: а что было “до” сингулярности (иногда сам этот вопрос объявляли неосмысленным, поскольку время, как утверждал еще Августин, возникло вместе со Вселенной. (Но ответы типа: “до” этого не было времени и, следовательно, сам вопрос поставлен некорректно, многих космологов не очень-то удовлетворяли.) Теория в ее не квантовом варианте не могла объяснить причину, вызвавшую Большой взрыв, расширение Вселенной. Кроме того, существует впечатляющий перечень более десятка других проблем, с которыми теория А.А.Фридмана не смогла справиться. Вот лишь некоторые из них. 1) Проблема плоскостности (или пространственной евклидовости) Вселенной: близость кривизны пространства к нулевому значению, что на порядки отличается от “теоретических ожиданий”; 2) проблема размеров Вселенной: более естественно, с точки зрения теории, было бы ожидать, что наша Вселенная содержит не более нескольких элементарных частиц, а не 10⁸⁸ по современной оценке — еще одно огромное расхождение теоретических ожиданий с наблюдениями! 3) проблема горизонта: достаточно удаленные точки в нашей Вселенной еще не успели провзаимодействовать и не могут иметь общие параметры (такие, как плотность, температура, и др.). Но наша Вселенная, Метагалактика, в больших масштабах отказывается удивительно однородной, несмотря на невозможность причинных связей между ее удаленными областями.

Сейчас, после того как инфляционная космология смогла решить большую часть этих проблем, затруднения релятивистской космологии перечисляют часто, и даже как-то очень охотно. Но в 60—70-е годы даже их упоминания были очень сдержанными и дозированными, особенно перед лицом нефридмановских исследовательских программ. Во-первых, у многих была еще в памяти трагическая судьба релятивистской космологии, подвергавшейся идеологическим нападкам отнюдь не только в нашей стране. Во-вторых, существовало общее понимание, что вблизи “начала” решающую роль начинают играть квантовые эффекты. Отсюда следовало, что необходима дальнейшая трансляция новых знаний из физики элементарных частиц и квантовой теории поля. Обсуждение космологических проблем на уровне НКМ привело к интереснейшим выводам. Были выдвинуты два фундаментальных принципа, которые вызвали сильный “прогрессивный сдвиг” в космологии.

1) Принцип квантового рождения Вселенной. Космологическая сингулярность является неустранимой чертой концептуальной структуры неквантовой космологии. Но в квантовой космологии это — лишь грубое приближение, которое должно быть заменено понятием спонтанной флуктуации вакуума (Трайон, 1973).

2) Принцип раздувания, согласно которому вскоре после начала расширения Вселенной произошел процесс ее экспоненциального раздувания. Он длился около 10^-35 с, но за это время раздувающаяся область должна достигнуть, по выражению А.Д.Линде, “невообразимых размеров”. Согласно некоторым моделям раздувания, масштаб Вселенной (в см) достигнет 10 в степени 10¹², т.е. величин, на много порядков превышающих расстояния до самых удаленных объектов наблюдаемой Вселенной.

Первый вариант раздувания был рассмотрен А.А.Старобинским в 1979 году, затем последовательно появились три сценария раздувающейся Вселенной: сценарий А.Гуса (1981 г.), так называемый новый сценарий (А.Д.Линде, А.Альбрехт, П.Дж.Стейнхардт, 1982), сценарий хаотического раздувания (А.Д.Линде, 1986 г.). Сценарий хаотического раздувания исходит из того, что механизм, порождающий быстрое раздувание ранней Вселенной, обусловлен скалярными полями, играющими ключевую роль как в физике элементарных частиц, так и в космологии. Скалярные поля в ранней Вселенной могут принимать произвольные значения; отсюда и название — хаотическое раздувание [1]^[xix].

Раздувание объясняет многие свойства Вселенной, которые создавали неразрешимые проблемы для фридмановской космологии. Например, причиной расширения Вселенной является действие антигравитационных сил в вакууме. Согласно инфляционной космологии, Вселенная должна быть плоской. А.Д.Линде даже рассматривает этот факт как предсказание инфляционной космологии, подтверждаемое наблюдениями. Не составляет проблемы и синхронизация поведения удаленных областей Вселенной.

Теория раздувающейся Вселенной вносит (пока на гипотетическом уровне) серьезные изменения в блок “мир как целое” НКМ.

1. В полном соответствии с философским анализом понятия “Вселенная как целое”, который привел к выводу, что это — “все существующее” с точки зрения данной космологической теории или модели (а не в каком-то абсолютном смысле) [2, с. 116-128]^[xx] теория совершила беспрецедентное расширение объема этого понятия по сравнению с релятивистской космологией. Общепринятая точка зрения, что наша Метагалактика и есть вся Вселенная, была оставлена. В инфляционной космологии введено понятие Метавселенной, тогда как для областей масштаба Метагалактики предложен термин “минивселенные”. Теперь уже Метавселенная рассматривается как “все существующее” с точки зрения инфляционной космологии, а Метагалактика — как ее локальная область. Но не исключено, что если будет создана единая теория физических взаимодействий (ЕФТ, ТВО), то объем понятия Вселенная как целое вновь будет значительно расширен (или изменен).

2. Теория Фридмана основывалась на принципе однородности Вселенной (Метагалактики). Инфляционная космология, объясняя факт крупномасштабной однородности Вселенной при помощи механизма раздувания, одновременно вводит новый принцип — крайней неоднородности Метавселенной. Квантовые флуктуации, связанные с возникновением минивселенных, приводят к различиям физических законов и условий, размерности пространства-времени, свойств элементарных частиц и др. внеметагалактических объектов. Следует ли напоминать, что принцип бесконечного многообразия материального мира, в частности, его физических форм — это довольно старая философская идея, которая сейчас находит новое подтверждение в космологии.

3. Метавселенная как совокупность множества минивселенных, возникающих из флуктуаций пространственно-временной “пены”, очевидно бесконечна, не имеет начала и конца во времени (И.Д.Новиков назвал ее “вечно юной Вселенной”, не подозревая, что эту метафору еще в начале XX века придумал К.Э.Циолковский, критикуя теорию тепловой смерти Вселенной).

4. Теория раздувающейся Вселенной существенно иначе, чем фридмановская, рассматривает процессы космической эволюции. Она отказывается от представления, что вся Вселенная возникла 10⁹ лет назад из сингулярного состояния. Это — лишь возраст нашей минивселенной, Метагалактики, возникшей из вакуумной “пены”. Следовательно, “до” начала расширения Метагалактики был вакуум, который современная наука рассматривает как одну из физических форм материи. Но еще прежде, чем этот вывод был сделан в космологическом контексте, относительность, а вовсе не абсолютность, и вполне природный, а не трансцендентный характер расширения обосновывались из философских соображений [3, с. 49-95]^[xxi]. Тем самым, понятие “сотворения мира”, один раз встречающееся в текстах А.А.Фридмана, и бесчисленное множество раз — в теологических, философских, да и собственно космологических сочинениях на протяжении большей части XX века, оказывается не более чем метафорой, не вытекающей из существа инфляционной космологии. Метавселенная, согласно теории, может вообще оказаться стационарной, хотя эволюция входящих в нее минивселенных описывается теорией большого взрыва.

А.Д.Линде ввел понятие вечного раздувания, которое описывает эволюционный процесс, продолжающийся как цепная реакция. Если Метавселенная содержит, по крайней мере, одну раздувающуюся область, она будет безостановочно порождать новые раздувающиеся области. Возникает ветвящаяся структура минивселенных, похожая на фрактал.

5. Инфляционная космология позволила дать совершенно новое понимание проблемы сингулярности. Понятие сингулярности, неустранимое в рамках стандартной релятивистской модели, основанной на классическом способе описания и объяснения, существенно меняет свой смысл при квантовом способе описания и объяснения, применяемом в инфляционной космологии. Оказывается вовсе не обязательным считать, что было какое-то единое начало мира, хотя это допущение и встречается с некоторыми трудностями. Но, по словам А.Д.Линде, в сценариях хаотического раздувания Вселенной “особенно отчетливо видно, что вместо трагизма рождения всего мира из сингулярности, до которой ничего не существовало, и его последующего превращения в ничто, мы имеем дело с нескончаемым процессом взаимопревращения фаз, в которых малы, или, наоборот, велики квантовые флуктуации метрики” [1, с. 237]. Отсюда следует, что незыблемый еще недавно вывод о существовании общекосмологической сингулярности в начале расширения теряет убедительность. Нет необходимости утверждать, что все части Вселенной начали одновременное расширение. Сингулярность заменяется в теории расширяющейся Вселенной квантовой флуктуацией вакуума.

6. Инфляционная космология на современном этапе своего развития пересматривает прежние представления о тепловой смерти Вселенной. А.Д.Линде говорит о “самовоспроизводящейся раздувающейся Вселенной”, т.е. процессе бесконечной самоорганизации. Минивселенные возникают и исчезают, но никакого единого конца этих процессов нет.

7. Как в релятивистской, так и в инфляционной космологии играет значительную роль антропный принцип (АП). Он связывает между собой фундаментальные параметры нашей вселенной, Метагалактики, параметры элементарных частиц и факт существования в Метагалактике человека. К числу необходимых для появления человека космологических условий относится следующие: Вселенная (Метагалактика) должна быть достаточно большой, плоской, однородной. Именно эти свойства ее вытекают из теории раздувающейся Вселенной. Без привлечения процесса раздувания в ранней Вселенной объяснить однообразие ее строения и свойств внутри охваченной наблюдениями области нельзя.

Нетрудно заметить, что в философских основаниях инфляционной космологии сплелись отдельные идеи и образы, транслированные из разных философских систем. Например, идея бесконечного множества миров имеет длительную философскую традицию еще со времен Левкиппа, Демокрита, Эпикура, Лукреция. Особенно глубоко она разрабатывалась Николаем Кузанским и Джордано Бруно. Идея аристотелевской метафизики о превращении потенциально возможного в действительное оказала влияние не только на используемый инфляционной космологией квантовый способ описания и объяснения, но и оказывается — парадоксальным образом! — предшественницей эволюционных идей этой теории. Парадоксальным потому, что сам Аристотель считал Вселенную единственной и, рассматривая возникновение и уничтожение как земные процессы, приписывал небу неизменность во времени и замкнутость в пространстве. Но высказанные им идеи о потенциальном и актуальном бытии были перенесены, вопреки собственным взглядам Аристотеля, на бесконечную Метавселенную. Находят в философских основаниях инфляционной космологии также влияние идей Платона. Оно прослеживается, во всяком случае, через неоплатоников эпохи Возрождения.

Некоторые исследователи (например, А.Н.Павленко) считают, что инфляционная космология должна рассматриваться как новый этап современной революции в науке о Вселенной, поскольку она не только создает новую НКМ, но также приводит к пересмотру некоторых идеалов и норм познания (например, идеалы доказательности знания, которые сводятся к внутритеоретическим факторам). В качестве прогноза или экспертной оценки такая точка зрения приемлема, если мы учтем, однако, следующие обстоятельства.

Конечно, разработка теории, вызывающей крупный сдвиг в наших знаниях о мире и серьезные мировоззренческие последствия, — необходимый признак определенной стадии научной революции. Этот признак должен быть, однако, дополнен обоснованием новой теории, ее признания в научном сообществе, что также входит в структуру революционного сдвига. По степени радикальности, с какой инфляционная космология (особенно вариант хаотического раздувания) пересматривает картину мира как целого, она явно превосходит теорию А.А.Фридмана. В сообществе космологов она стала пользоваться большим влиянием, которое установилось, впрочем, не сразу. В первой половине 80-х годов считались конкурентоспособными различные сценарии квантового рождения Вселенной из вакуума, инфляционная космология — в их числе. Это объяснялось существенными недостатками первых сценариев раздувания. Лишь после появления сценария хаотического раздувания произошел прорыв в признании новой космологии. Тем не менее, проблема обоснования этой космологической теории остается пока открытой, как раз вследствие того, что принятым сейчас идеалам и нормам доказательности знания она не соответствует (другие Вселенные принципиально не наблюдаемы). Надежды на изменение этих идеалов в обозримом будущем (исключение обязательности “внешнего оправдания”) пока невелики. Строго говоря, революция, потенциально заключенная в инфляционной космологии, может состояться, а может и не состояться. На ее развертывание пока можно только надеяться, не исключая полностью также других неожиданных и пока не угадываемых поворотов в этой области.

Социокультурная ассимиляция инфляционной космологии содержит любопытный момент. Являясь чрезвычайно революционной по своей сути, новая космологическая теория не вызвала особого “бума”. Пошло уже около 20 лет после появления первого варианта этой теории, но она почти не вышла за пределы довольно узкого круга специалистов, не стала источником мировоззренческих дискуссий, хотя бы отдаленно напоминающих ожесточенные баталии вокруг теории Коперника, будоражившей умы еще до опубликования его бессмертного трактата, или вокруг теории А.А.Фридмана. Это поразительное обстоятельство нуждается в объяснении.

Не исключено, что основная причина — увы, падение интереса к научному, в частности, физико-математическому знанию, которое интенсивно заменяется разного рода суррогатами, зачастую вызывающими неизмеримо больший ажиотаж, чем самые первоклассные научные достижения. Сейчас находят отклик лишь немногие открытия науки, которые обнаруживают прямую связь с проблемами человеческого бытия.

Далее, инфляционная космология — чрезвычайно сложная теория, не очень понятная даже специалистам из соседних областей физики, а тем более для неспециалистов, и уже в силу только этого одного находящаяся вне сферы этих интересов.

Наконец, идея единственной и конечной во времени Вселенной пустила в культуре слишком глубокие корни, оказала на нее слишком сильное влияние, чтобы с легкостью уступить место теории, явно напоминающей давно отвергнутые космологические образцы.

Тем не менее, прогресс космологии продолжается и ближайшие годы, вероятно, приведут к более уверенным оценкам теории раздувающейся Вселенной.

 

 

А.А.Печенкин

Модальная интерпретация квантовой механики как “анти-коллапсовская” интерпретация^*

1. Предварительные замечания

Впервые термин “модальная интерпретация квантовой механики” употребил американский философ Б. ван Фраассен, назвавший таким образом выдвинутую им в 1973 г. интерпретацию^[xxii]. Эта интерпретация была им подробно изложена в 1991 г.^[xxiii] После этого термин “модальная интерпретация” был распространен на некоторые интерпретации, выдвигавшиеся ранее: на интерактивную интерпретацию Р.А.Хилея, на “новую” интерпретацию С.Кохена^[xxiv]. В девяностые годы модальная интерпретация становится достаточно популярной: ее поддерживает ряд физиков и философов науки, она излагается в авторитетных книгах по философии физики^[xxv]. Модальная интерпретация занимает свое место в ряду неортодоксальных интерпретаций квантовой механики, т.е. интерпретаций, выдвинутых в противовес ортодоксальной интерпретации, развитой создателями этой теории (В.Гейзенберг, М.Борн, В.Паули, П.А.М.Дирак) и изложенной в основных учебниках^[xxvi].

В настоящей статье модальная интерпретация квантовой механики рассматривается как одна из “антиколлапсовских интерпретаций”, т.е. интерпретаций, преодолевающих представление о редукции волнового пакета, поддержанное многими из создателей квантовой теории и прочно вошедшее в ортодоксальную интерпретацию. При этом мы избегаем абстрактной алгебраической терминологии, бытующей в современных работах по философии квантовой механики. В следующем параграфе формулируется проблема квантовомеханической теории измерений, стоящая за представлением о редукции волнового пакета и делящая интерпретации на “коллапсовские” и “антиколлапсовские”. В третьем параграфе излагается основная идея модальной интерпретации и обозначается ее вклад в “антиколлапсовское движение”.

2. “Коллапсовские” и “антиколлапсовские”
интерпретации

Идея редукции волнового пакета была высказана В.Гейзенбергом в 1927 г. при обсуждении измерения координаты электрона^[xxvii]. Эта идея была затем развита им же, а также П.А.М.Дираком и И. фон Нейманом в понятие некаузального изменения (коллапса) состояния системы при осуществлении измерения. Упрощая существо дела и представляя измерительный прибор как “идеальный фильтр”, редукцией волнового пакета называют переход суперпозиции Ψ =ΣC_nц_n, где φ_{n —} собственные состояния измеряемой величины, в одно из этих собственных состояний φ_n. Гейзенберг, Дирак и фон Нейман таким образом выделяют, наряду со стандартным каузальным изменением состояния системы (например, электрона) в соответствии с уравнением Шредингера, “некаузальный прыжок” этого состояния, приходящийся на акт измерения. Исходя из суперпозиционного состояния нельзя предсказать то “редуцированное” состояние, в которое эта суперпозиция перейдет в результате редукции, можно лишь вычислить вероятности переходов в различные возможные “редуцированные” состояния.

В квантовомеханической теории измерений, принимающей во внимание взаимодействие с измерительным прибором, редукция волнового пакета выглядит следующим образом. Пусть физическая система I, у которой мы измеряем некоторую величину Q, первоначально находилась в состоянии || I, ш ñ, представимом в виде суперпозиции собственных состояний соответствующего оператора, т.е. в виде S c_n II q_nñ. Пусть прибор II первоначально находился в состоянии II, 0). В соответствии с законами квантовой механики измерение описывает следующая формула:

U ú I, yñ ú II, 0ñ = S c_nú I, q_nñ ú II, a_nñ (1)

где U — оператор взаимодействия микросистемы с измерительным прибором, a_n — показания прибора (непосредственные результаты измерения).

Формула (1), однако, не описывает всего процесса измерения. Всякий раз с прибора снимают какое-либо одно показание a_n и по нему определяют значение измеряемой физической величины q_n. На языке редукции волнового пакета это означает переход суперпозиции, стоящей в правой части равенства (1), в один из ее членов, содержащий то значение a_n, которое действительно наблюдалось. Иными словами, постулируется следующее:

S c_núI, q_nñ úII, a_nñ Þ úI, q_nñ úII, a_nñ (2)

В отличие от формулы (1), формула (2) выражает некаузальный скачок, про который мы можем лишь сказать, что его вероятность равна ½c_n½^[xxviii].

Формулы (1) и (2) не просто повторяют приведенную перед ними схему Sc_nj_{n --} >j_n. В них обозначен тот факт, что система I, над которой производится измерение, попадает, провзаимодействовав с прибором, в так называемое спутанное состояние, отображенное в правой части формулы (1) и в левой части формулы (2). Иными словами, в них находит свое выражение то обстоятельство, что взаимодействие физической системы с измерительным прибором порождает комплекс, в котором уже нет в чистом виде ни системы, ни прибора. В свою очередь формула (2) показывает, что представленная в ней редукция волнового пакета означает факторизацию: вместе с выделением из суперпозиции одного из ее слагаемых, само это слагаемое превращается в произведение двух чистых состояний, представляющих по отдельности систему 1, над которой производится измерение, и измерительный прибор.

Хотя редукция волнового пакета выпадает из числа динамических процессов, подчиняющихся законам квантовой механики, сам факт этой редукции учитывается в математической схеме этой теории. Сформулируем, следуя И.фон Нейману, понятие проекционного оператора. Это оператор, выделяющий из суперпозиции Ψ = Уc_nц_n, один из ее членов. В случае формулы (2) это будет оператор Р _{úI, qnñ úII, anñ}, равный

úI, q_nñ úII, a_nñ áa_n, IIú áq_nñ I÷. Формула (2) превращается в следующую формулу, выражающую проекционный постулат фон Неймана:

 

Р _{úI, qnñ úII, anñ} Sc_n úI, q_nñ ÷II, a_nñ = úI, q_n,ñúII, a_nñ^[xxix]/ (3)

 

“Редукция волнового пакета” сразу же встретила оппозицию. Именно против этого понятия выступил А.Эйнштейн на 5-ой Сольвеевской конференции (1927 г.), предложив статистическую (ансамблевую) интерпретацию волновой функции^[xxx]. “Скачком теории” иронически называл “редукцию” Э.Шредингер, также выступивший со своей “антиколлапсовской” интерпретацией (1950 г.)^[xxxi]. Одним из резких критиков “редукции волнового пакета” был американский физик и философ Г.Маргенау^[xxxii]. Против этого понятия выступал и советский физик Л.И.Мандельштам^[xxxiii]. Тем не менее многие из классиков квантовой механики продолжали свободно оперировать понятием редукции. Более того, это понятие заняло важное место в таких авторитетных руководствах по квантовой механике, как двухтомник А.Мессиа и учебник Д.И.Блохинцева.

Как справедливо заметил Дж. Буб, “редукция волнового пакета” предполагает отсылку собственных значений, наблюдаемых при измерении, к собственным состояниям физических систем, так называемую линию связи “собственные значения — собственные состояния” (“eigenvalue — eigenstate link”). Иными словами, при формировании этого понятия неявно предполагается, что наблюдаемые при измерении собственные значения физических величин характеризуют не то состояние системы, в котором она была до измерения, а то собственное состояние, в которое она перешла в результате измерения. “Антиколлапсовские” интерпретации, в свою очередь, разрывают “eigenvalue — eigenstate link”. В них, как правило, выделяются некоторые “предпочтительные” динамические переменные, измерение которых непосредственно характеризует физическую систему, над которой производится это измерение.

Сказанное целесообразно проиллюстрировать на материале дискуссий внутри копенгагенской школы, объединившей большую часть физиков, внесших решающий вклад в создание квантовой теории. Выше было сказано, что понятие редукции волнового пакета прочно вошло в ортодоксальную интерпретацию квантовой механики. Это фраза не означает, что оно господствует среди копенгагенских авторов: определения “копенгагенский” и “ортодоксальный”, хотя и близки, но не совпадают. Большинство сторонников копенгагенской интерпретации действительно принимало “редукцию волнового пакета”, означающую, как писал В.Паули, “общение с иррациональным”^[xxxiv]. Однако, самый первый “копенгагенец” Н.Бор не признавал “редукцию волнового пакета” и, как подчеркивает К.Хукер, не пользовался языком, в котором могло бы возникнуть это понятие^[xxxv]. Хотя разногласия между Бором и другими сторонниками копенгагенской интерпретации не следует преувеличивать (на чем настаивал, в частности, И.С.Алексеев^[xxxvi]), с точки зрения современных проблем философии квантовой механики они оказываются все же существенными. Н.Бор видел в формулах типа формул (1), (2) и (3) лишь “символические приемы”. Он считал крайне неудачными выражения “наблюдение возмущает явление” и “измерение создает физические атрибуты объектов”, часто используемые вместе с “редукцией волнового пакета”, и отрицал существование в квантовой механике особой проблемы измерения^[xxxvii].

В качестве “предпочтительных” (по Бубу) динамических переменных, у Бора выступают обычные классические динамические переменные, связанные отношением дополнительности. Это следует из его основных постулатов: 1) целостности “квантового явления”, объединяющего физическую систему и прибор, используемый для измерен