КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ

Первым делом я обнаружил, что объем литературы по квантовой теории огромен, и для не-математика большая его часть непостижима. Физики, пытающиеся объяснить квантовую теорию обычным языком, отмечают, что пытаться обсуждать ее в не-математических понятиях — ноша непосильная. Для меня, не-математика, тяжело также иметь дело со вторичными источниками по этой проблеме, не зная, что означает оригинальный математический язык. Но у квантовой теории есть два аспекта: математика квантовой теории и философия квантовой теории. Раздел между ними очень глубок. Первый аспект, кажется, работает очень хорошо. Второй — отнюдь. Большинство физиков очень уверенно пользуется математикой квантовой теории и полностью игнорирует философию. Я пойду в обратном направлении — сосредоточусь на философии и миную математику. Работал я почти исключительно со вторичными источниками и более всего опирался на книгу Генри Дж. Фолзе «Философия Нильса Бора». Я читал, что существует множество вариаций Копенгагенской Интерпретации, и философия дополнительности Бора — одна из них. Но она была и самой первой, поэтому простоты ради я сосредоточился на ней одной.

Тем из вас, кто так же не знаком с квантовой физикой, как я, я постараюсь сейчас предоставить минимальный конспект того, что привело к нынешнему состоянию конфликта в 1927 году.

До 1900 года в физике существовала проблема, известная под названием «ультрафиолетовой катастрофы». Радиация, испускаемая черными тела вела себя не так, как предсказывалось. В 1900 году Макс Планк решил эту проблему, выведя в теории, что испускаемая энергия поступает пакетами, а не непрерывным потоком. В 1905 году Эйнштейн заметил, что свет поступает точно так же, и назвал эти пакеты «квантами». В 1913 году Нильс Бор, разработавший наиболее широко приемлемую в то время картину атому, увидел, что описание того, как ведут себя эти кванты, также соответствует поведению электрона в атоме.

С этой новой картиной вселенной появилось и некоторое количество парадоксов: исчезновение местоположения пространства-времени, отказ от причинной обусловленности и противоречивое явление атомной энергии как в частицах, так и в волнах.

Лучшее свидетельство о периоде, непосредственно предшествовавшем конференции 1927 года, оставил физик Вернер Гейзенберг, работавший с Бором над этой проблемой:

«Помню многочасовые дискуссии с Бором, длившиеся допоздна и заканчивавшиеся чуть ли не в отчаянии: в конце дискуссии я в одиночестве шел прогуляться по соседнему парку и снова и снова твердил себе один вопрос: "Может ли на самом деле природа быть абсурдной настолько, насколько нам кажется в этих экспериментах с атомом?"» (Гейзенберг, 42).

В другом месте Гейзенберг говорит: «Когда вы говорите об этой модели, то имеете в виду то, что можно описать только классической физикой. Как только отходите от классической физики, то в строгом понимании вы даже не знаете, что может означать эта модель, поскольку значений у слов больше не остается. Вот в чем дилемма… Бор пытался сохранить общую картину, одновременно опуская классическую механику. Он пытался сохранить и слова, и картины, не сохраняя значений слов в этих картинах. В такой ситуации возможно и то, и другое, потому что слова у вас больше не определяют никаких вещей. Вы не можете уцепиться за вещи посредством слов, поэтому что остается делать?.. Для Бора выходом стала философия вещей.» (цит. по Фолзе, 111)

Гейзенберг вспоминает: «Те парадоксы были настолько центральны для его разума, что он просто не мог себе представить, что кто-либо способен найти на них ответы, даже с самой красивой математической схемой в мире… Самой странной ситуацией стало то, что сейчас, подходя все ближе и ближе к решению, парадоксы становились все хуже и хуже. вот в чем заключался основной опыт… никто не мог знать ответа на вопрос: "Электрон сейчас — это волна или частица, и как он ведет себя, если я сделаю то-то или то-то, и так далее." Парадоксы, следовательно, становились гораздо ярче выраженными в то время… лишь тем, что мы подходили все ближе и ближе к настоящему, чтобы увидеть что парадоксы никоим образом не исчезают, а, напротив, становятся все хуже и хуже, поскольку яснее видны… точно химик, пытающийся все больше и больше сконцентрировать яд из какого-то раствора, мы пытались вывести чистый яд парадокса.» (цит. по Фолзе, 85)

Гейзенберг говорил: «Бора больше, чем кого-либо другого, тревожила непоследовательность квантовой теории. Поэтому он в самом деле старался понять, что же лежит за всеми этими сложностями… Бор по-настоящему от этого страдал и не мог говорить ни о чем больше… Он в некотором смысле непосредственно мучился этой невозможностью проникнуть в самое unanschaulich, неразумное поведение природы… Однако, в этом заключался весь философский подход Бора — он по-настоящему всегда хотел достичь последней степени ясности. Он никогда бы не остановился до самого конца… Бор следовал за чем-то до предела, до той точки, где он просто упирался в стену… Он действительно видел, что вся теория с одной стороны крайне удачна, а с другой — фундаментально неверна. И вот это противоречие было очень трудно перенести, особенно человеку, сформулировавшему эту теорию. В нем постоянно шла внутренняя дискуссия по этой проблеме. Он постоянно переживал: "Что произошло?"» (цит. по Фолзе, 36–37).

Оглавление