Синергетика как феномен постнеклассической науки - Владимир Аршинов

Но, чтобы не потерять окончательно общий язык с экспериментатором, ему можно пояснить, что Борн, скорее всего, имел в виду не его ограниченность, а ограниченность понимания посредством «наглядных» образов, относительно которых явно или неявно предполагается, что они с неизбежностью являются макроскопическими и классическими, и что выйти за их рамки возможно лишь на достаточно высоком уровне математической абстракции. И вообще, пояснить ему, что «прогресс в физике всегда был однозначно связан с переходом от наглядного к абстрактному». Так что надеяться на лучшее будущее не стоит.

К сказанному можно еще добавить, что тезис о невозможности получения когерентной классической картины квантовых феноменов на основе данных, получаемых при различных, взаимонесовместимых экспериментальных условиях, является ядром всей концепции дополнительности Н.Бора. И, наконец, возможно еще одним доводом для несговорчивого экспериментатора могло оказаться одно из главных возражений Бора Эйнштейну, состоявшее в указании на двусмысленность, неоднозначность использования понятия «физическая реальнсть» вне точно определенного экспериментального контекста, вне коммуникации, связывающего ученого и исследуемый им фрагмент физической вселенной.

И все же эти доводы могут и не убедить нашего оппонента. Он может возразить, сказав, что не стоит преувеличивать различие между наглядно образным и абстрактным мышлением. Согласно представлениям современной психологии, это две в равной мере необходимые и непрерывно взаимодействующие между собой формы отображения объективной реальности, являющиеся компонентами целостной «внутренней структуры мыслительного процесса как такового...». К тому же «жизненный мир» экспериментатора в лаборатории вполне нагляден и классичен. Бор не уставал говорить, что отказ от наглядных представлений затрагивает только состояние атомных объектов; при этом полностью сохраняются основы описания экспериментальных действий, равно как и наша свобода их выбирать». Но наш экспериментатор имеет право спросить, а не ограничивает ли эту свободу выбора его коллега, оперирующий своими приборами где-то вдали от него? Кроме того, можно еще вспомнить, что, опять-таки согласно Н.Бору, формализм квантовой теории в целом применим только к замкнутым явлениям. «Всякое атомное явление, — писал Бор, — замкнуто в том смысле, что его наблюдение основано на регистрации при помощи усилительных устройств, действующих необратимо... В этой связи важно понять, что формализм квантовой механики допускает хорошо определенное применение только к такого рода замкнутым явлениям» [31]. Однако в рассматриваемом случае выполнимость этого условия не ясна, что в свою очередь дает право сомневаться в применимости для его анализа квантового формализма, по крайней мере, в его существующем виде. Кстати, аналогичный вывод делает также и Яух, подходя к этому вопросу с позиций квантовологической аксиоматики.

Что касается возражений Бора Эйнштейну, то здесь нужно заметить, что, парируя критические атаки Эйнштейна, Бор не отвергал его позицию полностью. Как уже говорилось выше, для послевоенного этапа спора Эйнштейна с квантовой механикой был характерен акцент на выполнимости принципа локальности как необходимой предпосылке существования «объективной формы» репрезентации явлений. Но квантовая механика, в глазах Эйнштейна, нарушала этот принцип, хотя, как казалось, без наблюдаемых следствий. Причем это нарушение происходило на уровне макросистем, то есть тогда, когда мы пытаемся применить квантовую механику как фундаментальную физическую теорию для их описания. Но это означало отрицание самой возможности существования объективой формы описания макросистем, а это, в свою очередь, явно противоречило тому факту, что на уровне макросистем, которые мы можем «воспринимать непосредственно» с большой, хотя и не сколь угодно высокой точностью справедливы законы классической физики и «объективная форма описания». Именно здесь квантовая механика в глазах Эйнштейна не выдерживала экзамена на фундаментальность, «поскольку нельзя отказаться от возможности объективного описания отдельной макросистемы... без того, чтобы физическая картина мира в известой степени «скрылась в тумане»».

И как раз в этом пункте с Эйнштейном не был согласен Паули, с определенной ясностью указав на это в своем письме Борну: «Я не считаю правдоподобной возможностью то, что «макротело» имело всегда квази-резкое определенное местонахождение, поскольку не вижу принципиальной разницы между микро и макротелами». Но тут опять возникает вопрос о том, насколько совпадают или не совпадают в концептуальном отношении точки зрения Паули и Бора... В этом месте мы оставим позицию экспериментатора. Вопросов, которые в рамках этой позиции могут возникнуть, много, как, впрочем, и ответов на них. Сказанное, очевидно, не имело целью доказать приоритет какой-то одной точки зрения, а лишь то, что диалог теории и эксперимента в квантовой области открыт, незавершен и касается, помимо прочего, личностных приверженностей принимающих в нем участие персонажей.

В контексте этого диалога значение вклада Белла состоит, коротко говоря, в том, что он придал ясную математическую форму условию локальности Эйнштейна и непосредственно сопоставил это условие с предсказаниями квантовой механики. Тем самым впервые оказалось возможным вынести один из ключевых спорных вопросов интерпретации квантовой механики на суд эксперимента. Любопытно отметить, что сам Эйнштейн такой возможности не видел. «Мне кажется, — писал он, — не подлежит сомнению, что физики, которые считают квантовомеханический способ описания принципиально окончательным... откажутся от требования о независимом существовании имеющихся в различных областях пространства физических реальностей; они могут с полным правом ссылаться на то, что квантовая теория явно нигде не применяет это требование».

Напомним, что отправной точкой Белла было исследование гипотезы скрытых параметров. Рассматривая с этих позиций аргумент Эйнштейна, Подольского, Розена и полагая (вообще говоря, ошибочно), что их аргумент был выдвинут непосредственно в поддержку этой гипотезы, Белл, тем не менее, пришел к верному выводу, что то решение «парадокса», которое предлагалось в разных моделях теорий со скрытыми параметрами (Бом, Вижье, де Бройль и др.) с точки зрения Эйнштейна не могло быть признано им удовлетворительным.

Действительно, вся аргументация Эйнштейна основывалась на том, что «встроенный» в квантовую механику «механизм вывода», согласно которому измерение над одной частицей, влияет на состояние другой, находящейся вдали от первой, не отражает никакого реального физического процесса, а имеет субъективную, логико-информационную природу, аналогично тому, как это имеет место в классической механике, также допускающей существование корреляций между пространственно разделенными событиями, а, следовательно, и мгновенные изменения вероятностных распределений, индуцированные измерениями на расстоянии. Но в моделях теорий со скрытыми параметрами возникла прямо противоположная картина. Работа по восстановлению классического детерминизма началась с  - функции, которую пытались дополнить скрытыми параметрами. В рамках обычного трехмерного пространства эти модели оказывались с неизбежностью нелокальными, что не вызывало особого удивления, поскольку скрытые параметры вводились в нерелятивистскую теорию. Возникающую при этом не очень физическую картину «мгновенно информирующих друг друга частиц» можно было после этого попробовать улучшить, сделав ее релятивистски инвариантной, то есть интерпретировать выполнение первого измерения как причинное запаздывающее влияние на результат второго. И все же такая картина с физической точки зрения по целому ряду причин, на которых мы не имеем здесь возможности остановиться, остается малопривлекательной. Но если не «впадать в искушение рассматривать выполнение первого измерения как причинное влияние на результат второго» (а Эйнштейн в это искушение не впадал), то, как отмечает Белл, остается допустить, что «результат второго измерения фактически предопределен заранее переменными, которые мы не контролируем, но которые обнаруживаются первым измерением, и мы можем поэтому в принципе предвидеть результат второго». Иными словами, предполагается, что еще до измерения в данной области пространства уже имеется определенная информация, связанная с физической системой, которая затем просто фиксируется первым измерением и распространяется в неискаженном виде к месту нахождения другого прибора. Всю картину событий можно попытаться сделать, таким образом, объективно локальной, и это, видимо, ближе всего к той форме описания, которую, по мнению Эйнштейна, должна иметь фундаментальная физическая теория. В более конкретном виде все это выглядит так. Рассматривается уже знакомая нам система двух частиц со спином ? и «общей судьбой», которые удаляются друг от друга к разным приборам, измеряющим знаки этих спинов вдоль направлений a и b соответственно. Затем принцип локальности Эйнштейна интерпретируется как утверждение, что каждая из измеряемых нами частиц имеет некоторое свойство, которое мы будем обозначать через λ , и которое не зависит от того, что случится с другой частицей. Заметим, что с этими свойствами никакой специальной модели, по крайней мере явно, не связывается. Они могут отражать какую-то «внутреннюю» сложную структуру частиц и их локальную связь со средой, или просто тот факт, что частицы ранее взаимодействовали друг с другом. Предполагается лишь, что результаты измерений A и B знака спинов двух частиц вдоль ориентаций a и b как-то зависят от λ, причем не обязательно строго причинным образом, допустима и стохастическая зависимость.