Часть 7.

определенное время члены суперпозиции

окажутся в противофазе:C1(K01)-C2(K02). А

это есть волновая функция анти-Ко-мезона.

Если компоненты суперпозиции относятся не к

одной частице, а к разным, интерференции не

будет. Эксперимент показывает, что частицы,

родившиеся как Ко, через некоторое время

вступают во взаимодействие как анти-Ко. Еще

через некоторое время (т.е. чуть дальше по

расстоянию) в пучке Ко-мезонов появляются

события, показывающие, что странность вновь

стала +1, затем она еще раз становится

равной -1 и т.д. Если интерференционные

"биения" налицо (это как раз проявление

волновых свойств), значит суперпозиция двух

состояний присуща каждой частице25.

4. "Потенциальные возможности" -

мысленная конструкция или объективная

реальность? Ответ на этот вопрос непосред-

ственно связан и с вопросом, в состоянии ли

квантовая теория описывать то, что

происходит в промежутке между наблюдениями.

Ответ на вопрос содержится в предыдущем

примере. Эволюция потенциальных

возможностей есть реальный физический

процесс, находящий свое выражение в

изменении значения странности при

соответствующем взаимодействии. Эволюция

возможностей проявляется и по отношению к

слабому взаимодействию: благодаря различию

во времени жизни Ко1 и Ко2Т ,первый член

____________________

25 Эти уникальные особенности микрочастиц

были обстоятельно проанализированы

М.И.Подгорецким и О.А.Хрусталевым в

статье "Интерференционные явления в

квантовых переходах" // УФН. 1963. Т. 81,

вып. 2. С. 217.

263

суперпозиции убывает по величине гораздо

быстрее. Через некоторое время практически

остается одна компонента - Ко2 ,т.е.

возможность распада на 3 частицы (не считая

0,2% так называемых аномальных распадов).

При этом меняются потенциальные возможности

и по отношению к сильному взаимодействию,

ибо теперь возникают равные возможности

проявить себя и как Ко, и как анти-Ко, если

будет реализовано сильное взаимодействие.

5.Процессы типа 1 и типа 2. Рассмотрим их

различие на примере прохождения К02 через

фильтр, хотя это можно сделать и на

рассмотренных выше примерах.

Если поставить фильтр на достаточно

большом (порядка метра) расстоянии от места

рождения К -мезонов, то к фильтру, как уже

сказано, подойдут практически К02 -мезоны.

По отношению к сильному взаимодействию они

обладают одинаковыми потенциальными

возможностями - проявить значение странно-

сти либо +1, либо -1. Так это и произойдет,

если тот или иной К-мезон столкнется с

протоном вещества, перестав при этом суще-

ствовать. Но некоторые частицы сумеют

пройти сквозь слой вещества, не обнаружив

следов сильного взаимодействия. Останется

ли состояние этих частиц без изменения?

Оказывается нет. У них существенно

уменьшится компонента (Ко). А состояние

(Ко), как мы уже знаем, есть суперпозиция

(Ко1) и (Ко2 ). Таким образом, после выхода

из фильтра вновь появятся распады на две

частицы, которых практически не было перед

фильтром, а в сильных взаимодействиях сразу

за фильтром будет проявляться странность +1

преимущественно.

264

Итак, частица, вступившая в сильное

взаимодействие в фильтре, реализует свои

потенциальные возможности, оставив реги-

стрируемые следы этого события. Это процесс

типа 2. Другие частицы, прошедшие фильтр

без столкновения, изменяют свои по-

тенциальные возможности по отношению к

будущим своим взаимодействиям - как

сильным, так и слабым. Это и есть процесс

типа 1. Он не оставляет видимых следов - и

потому не регистрируем. Но его реальность

проявится в будущих событиях - в распадах

или столкновениях, статистика которых это

покажет. Потенциальные возможности скрытым

образом меняются и под влиянием внутренних

процессов типа 1, что мы уже видели на

примере превращения с течением времени

суперпозиции C1(K01)+C2(K02) в состояние

C1(K01)-C2(K02) в вакууме.

6. Можно ли считать, что волновая функция

описывает не саму реальность, а изменение

информации наблюдателя? Сказанное выше о

реальности изменения потенциальных

возможностей однозначно определяет

отрицательный ответ на этот вопрос.

7. В какой момент и как неопределенные

свойства становятся определенными?

Неопределенные свойства (отражаемые потен-

циальными возможностями) становятся

определенными при осуществлении

скачкообразного квантового перехода

(события), т.е. при реализации процесса

типа 2. Только этот процесс регистрируем и

потому только он может быть использован для

наблюдения. Но это не значит, что свойства

объекта становятся определенными лишь в

акте восприятия или лишь в случае приме-

нения сконструированных человеком приборов.

265

Процессы регистрационного типа (типа 2)

происходят и в естественной среде - это

скачкообразные квантовые переходы (распады

частиц, рождения частиц, столкновения и

т.п.).

8. Как оценить в свете изложенного

копенгагенскую интерпретацию (в ее узком

варианте)? Копенгагенская интерпретация

зафиксировала основные особенности

квантового мира, отразившиеся в теории:

а) Неопределенность некоторых свойств

объекта в соответствующих физических

ситуациях. В нашем примере состояние с

определенным значением странности (Ко) или

(Ко ) неопределенно в отношении СР-

четности, т.е. способа распада и времени

жизни; состояние с определенным способом

распада (Ко1) или (Ко2) неопределенно по

значению странности.

Однако в отличие от копенгагенской

интерпретации неопределенность имеет

объективный характер и не порождена лишь

отсутствием у нас информации.

б) Дополнительность свойств и

соответствующих взаимодействий. Сильное

взаимодействие выявляет значение странно-

сти, но исключает возможность определить

СР-четность - т.е. выявить, был ли это

(Ко1) или (Ко2) ; выявление СР-четности ис-

ключает возможность определить, был ли это

К или анти-Ко-мезон, т.е. определить

странность.

Однако в отличие от копенгагенской

интерпретации дополнительность создается не

предполагаемым "неконтролируемым

возмущением" со стороны прибора, а

объективной неопределенностью

соответствующих свойств и объективной

266

несовместимостью различных процессов типа

2, реализующих соответствующие возможности.

в) Нельзя говорить об определенных

значениях некоторых параметров, если не

осуществилось взаимодействие, которое вы-

являет этот параметр (т.е. делает его

определенным).

Однако дело не в самом по себе

наблюдении, как думают сторонники

копенгагенской интерпретации, а в

осуществлении процессов типа 2, которые и

делают эти свойства определенными.

9. Как разрешаются известные парадоксы

квантовой механики? Рассмотрим два из них.

а) "Кошка Шредингера". Состояние ядра

нестабильного изотопа характеризуется

объективной неопределенностью. Потенци-

альные возможности его поведения можно

выразить суперпозицией С1(расп.)+С2(не

расп.). Состояние кошки вполне определенно

и не отражает неопределенность состояния

ядра, тем более, что неопределенность

непосредственно не наблюдается. В момент

распада - а это процесс типа 2, процесс

регистрационного типа, - срабатывает то

устройство, которое и само может быть

регистрирующим прибором, но которое, по

фантазии Э.Шредингера, убивает кошку, а

роль наблюдателя, который в какой-то момент

обнаружит кошку живой, а в другой момент -

уже мертвой, становится тривиальной.

б) Парадокс ЭПР. Анализ корреляций,

проявляющихся при парном рождении К-

мезонов, дает возможность проанализировать

парадокс ЭПР и пролить дополнительный свет

на проблему "скрытых параметров".

Допустим, что обстоятельства рождения

пары К-мезонов таковы, что система из двух

267

частиц имеет СР-четность, равную нулю. В

таком случае возникает корреляция по

отношению к распадным свойствам частиц:

если одна из них распадается как

Ко1(СР=+1), то вторая должна распасться как

Ко2(СР=-1) и наоборот. На языке

потенциальных возможностей, выражаемых

волновыми функциями, состояние системы

будет представлено суперпозицией

(K0,K0)=C1(K01)1 (K02)2+C2(K02)1 (K01)2,

где (Ко1)1 или (Ко2)1 - характеристики

возможностей первой частицы, а (КО2)2 или

(Ко1)2 - второй.

Заметим сразу же, что при реализации той

или другой из потенциальных возможностей в

данном случае нет речи о возмущающем

влиянии прибора: регистрация следов

происшедших распадов (пи-мезонов) не

порождает сами эти распады и не

предопределяет (а только регистрирует)

способы распада. Способ распада

детерминируется (по-видимому, неоднозначно)

внутренними процессами.

Попробуем теперь применить к данной

ситуации способ рассуждений, предложенный

А.Эйнштейном, Б.Подольским и Н.Розеном.

Пусть первая частица распалась по типу Ко1

(на два пи-мезона). Это значит, что наше

"измерение" выделило первый член

суперпозиции, в котором второй частице

предписан способ распада только как Ко2

(три пи-мезона). Поскольку частицы успели

разойтись на достаточное расстояние и

поскольку физически абсурдно допущение,

будто информация о способе распада первой

частицы каким-то образом передается второй

268

частице и предопределяет ее способ распада,

остается признать, что вторая частица уже

заранее была Ко2-мезоном (следовательно, и

первая заранее была Ко1-мезоном). В таком

случае запись состояния системы в форме

суперпозиции имеет отношение к ансамблю

пар, а не к каждой отдельной паре частиц.

Следовательно, описание реальности с

помощью волновых функций является неполным.

Истолкование физического смысла волновой

функции как выражения потенциальных

возможностей различных квантовых переходов

сразу же выявляет существенную

некорректность этого рассуждения Эйнштейна,

Подольского и Розена. Обозначения Ко1 или

Ко2 характеризует не параметры (скрытые или

не скрытые) частицы самой по себе, а способ

осуществления квантового события

(перехода). Пока частица фактически не

распалась (пока не произошло

соответствующее событие), она не является

ни Ко1-мезоном, ни Ко2-мезоном. Например,

она может столкнуться с протоном, проявив

себя в сильном взаимодействии как анти-Ко-

мезон или как Ко-мезон.

После того, как первая частица фактически

распалась (произошло "измерение" ее СР-

четности), для второй частицы

соответствующего "измерения" не произошло,

а только переопределились ее потенциальные

возможности по отношению к распаду (если он

фактически произойдет). Ее квантовое

состояние выражено теперь волновой функцией

(Ко2)2, если первая частица распалась как

Ко1.

Поясняя подобного рода ситуации, В.А.Фок

писал, что старая волновая функция просто

зачеркивается, а последующие прогнозы

269

определяются изменившимися потенциальными

возможностями, выраженными новой волновой

функцией.

Уточненная формулировка парадокса ЭПР

может теперь выглядеть следующим образом:

каков физический механизм внезапного

изменения потенциальных возможностей второй

частицы, если первая частица реализует в

квантовом переходе одну из своих

возможностей?

Формальный ответ на этот вопрос

достаточно прост: в силу обстоятельств

рождения пары частиц (т.е. приготовления

состо-яния) вероятность появления

несогласованных значений СР-чет-ности равна

нулю (мы отвлекаемся от незначительного по

вели-чине - 0,2% - нарушения закона

сохранения СР-четности в рас-падах Ко-

мезонов). Следовательно, после фактической

реализа-ции определенного способа распада

первой частицы способ рас-пада второй

частицы предопределяется практически

однозначно. Однако, этот формально

убедительный ответ не проясняет, как

представляется, физическую сущность дела.

Аналогичные за-гадки, как отмечалось выше,

возникают и в опытах с парами ле-тящих в

противоположные стороны фотонов.

Итак, с известным основанием мы можем

констатировать:

1) Парадокс ЭПР имеет место как

физический феномен. 2) Вопреки мнению

авторов парадокса, он не может служить

логи-ческим основанием для введения

"скрытых параметров" в смысле классической

физики (у второй частицы изменяются или

выяв-ляются не актуально присущие ей

параметры, а только меняются потенциальные

270

возможности проявить определенные значения

параметров, если произойдет соответствующий

квантовый пере-ход).

Заметим, что состояние второй частицы

задано теперь соб-ственной функцией

измеряемой величины, так что исход соот-

ветствующего квантового события - если оно

произойдет - задан уже однозначно. Каков же

физический механизм скачкообраз-ного

изменения потенциальных возможностей второй

частицы после осуществления квантового

перехода первой?

Парадокс ЭПР вскрывает еще один,

совершенно экзотичес-кий, аспект проблемы

"скрытых параметров". Не доказывая суще-

ствования "скрытых параметров",

соответствующих представле-ниям

классической физики, он, однако,

свидетельствует (добавим для осторожности -

по всей видимости) о существова-нии в мире

квантовых процессов совершенно необычной

формы детерминации и весьма специфического

"скрытого параметра", обеспечивающего

неклассический механизм физической ее ре-

ализации. Эту форму детерминации можно было

бы обозначить как когерентную детерминацию

парных корреляций, предполагая при этом,

что тайна внезапного изменения

потенциальных воз-можностей второй частицы

после реализации первой частицей одной из

возможностей заключена в феномене

когерентности. Более глубокое проникновение

в физическую сущность когерент-ности,

видимо, задача ближайшего будущего.

Накопление воз-можно большего количества

экспериментальных данных о свой-ствах пар

К-мезонов могло бы существенным образом

содей-ствовать прояснению проблемы ЭПР.

271

А.И.Панченко

ТЕОРЕМA БЕЛЛA И РЕAЛИСТИЧЕСКИЕ

ИНТЕРПРЕТAЦИИ КВAНТОВОЙ ТЕОРИИ

Как свидетельствуют источники, теореме

Белла даются самые различные оценки в

спектре от нигилистических до восторженных.

Например, американский философ Н.Картрайт в

своем докладе на американо-советском

коллоквиуме "Квантовая механика:

Локальность, сепарабильность и полнота",

состоявшемся в г.Истоне (штат Мэриленд,

США) осенью 1988 г., высказалась от-

носительно неравенств Белла следующим

образом: "Что дают неравенства Белла для

понимания причинности в квантовой механике?

Я думаю, что очень мало, ибо характерные

особенности связи (квантовых причин и

следствий. - А.П.) давно уже хорошо

известны, прежде всего, из двухщелевого

эксперимента (хотя это и не отрицает их

важность для различных аспектов квантового

реализма)"1. В свою очередь, другой

американский исследователь А.Шимони

считает, что благодаря этой теореме стало

____________________

1 Cartwright. Quantum causes: The lesson of

the Bell inequalities: Report on the

Joint US-USSR colloquium "Quantum

mechanics: Locality, separability, and

completeness". Easton (Maryland, USA).

Sept. 29-Oct. 1, 1988. P. 16. См. также:

Cartwright N. How the laws of physics

lie. N.Y., 1983.

272

окончательно ясно, что будущие физические

теории уже никогда не вернутся к

концептуальным рамкам классической физики.

"Физическое значение неравенств Белла, -

пишет Шимони, - заключается, по-моему, в

том, что они допускают почти решающую

проверку картин мира, отличающихся от

картины мира квантовой механики. Это,

безусловно, не подразумевает, что квантовая

механика, как она теперь формулируется,

никогда не будет вытеснена или улучшена

какой-то новой физической теорией. Но хотя

лишь горсточка квантовомеханических

предсказаний проверяется в корреляционных

экспериментах, эта горсточка не должна

недооцениваться, ибо она относится к

наиболее чувствительным точкам столкновения

картин мира. Подтверждение предсказаний

квантовой механики в этих точках и непод-

тверждение в них того или другого

неравенства Белла дают сильные основания

для уверенной оценки будущих физических те-

орий: любая теория, которая сменит и

улучшит квантовую механику, сохранит

неопределенность возможностей,

фундаментальную роль случайности и

связанность систем"2.

Далее, с одной стороны, новозеландский

исследователь Д.Мердок считает, что Дж.Белл

показал, что "исключена возможность того,

чтобы теория внутренних свойств (т.е.

"скрытых свойств самих по себе" - А.П.)

удовлетворяла условию локальности и, вместе

____________________

2 Shimoni A. Contextual hidden variables

theories and Bell's inequalities // Brit.

j. for the philosophy of science.

Aberdeen, 1984. Vol. 35, N 1. P. 35.

273

с тем, воспроизводила хорошо подтвержденные

предсказания квантовой механики: такая

теория должна либо нарушать условие

локальности, либо быть эмпирически

неадекватной"3. Но, с другой стороны, один

из авторов одной из теорий со скрытыми

параметрами Дж.Баб писал в свое время, что

"аргумент Белла - Вигнера исключает

классическое представление квантовой

статистики - на базе очевидно неприемлемой

посылки о соответствии квантовых

статистических состояний мерам их

представления на пространстве вероятности.

В частности, этот аргумент не имеет ничего

общего с локальностью"4. По мнению Баба,

результат Белла тривиален, а эксперименты

по проверке его неравенства "не доказывают

ничего интересного для теоретика".

Наконец, приведем еще одно сравнение,

используя теперь также и одну из работ

отечественных авторов. В.И.Аршинов оценивал

значение вклада Белла тем, что он "придал

ясную математическую формулировку условию

локальности Эйнштейна и непосредственно

сопоставил его с предсказаниями квантовой

механики"5. А вот американский философ

А.Файн считает, что в контексте

____________________

3 Murdoch D. Niels Bohr's philosophy of

physics. Cambridge etc., 1987. P. 183.

4 Bub J. The interpretation of quantum

mechanics. Dordrecht; Boston, 1974.

P. 83.

5 Аршинов В.И. Проблема интерпретации

квантовой механики и теорема Белла //

Теоретическое и эмпирическое в

современном научном познании. М., 1984.

С. 228.

274

сопоставления теоремы Белла и позиции

Эйнштейна следует различать целых три

неодинаковых условия локальности (подробнее

речь пойдет о них чуть ниже). Поэтому,

пишет Файн, "трудности, порождаемые

теоремой Белла, отделены, по крайней мере,

двумя гигантскими шагами от реализации идей

Эйнштейна о локальности, или его понимания

более полной (чем квантовая механика. -

А.П.) теории"6.

Такие сопоставления можно продолжить. В

общем разнообразие и динамика оценок

значения теоремы Белла вполне естественны,

ибо дискуссии относительно нее идут уже 25

лет. В этих дискуссиях оказались

"задействованы" различные теоретико-фи-

зические программы, разные методологические

и мировоззренческие концепции, да и к тому

же в их ходе был достигнут определенный

исторический прогресс. Можно

констатировать, что контекст обсуждения

теоремы Белла очень широк. Речь идет и о

проблемах соотношения теории и опыта, и о

проблемах реализма (как на уровне

конкретных физических моделей и программ,

так и на философском - методологическом и

мировоззренческом - уровне), и об оппозиции

"реализм - инструментализм", и об анализе,

уточнении и обновлении концептуальных

оснований физики (например, анализ принципа

локальности и введение в физический оборот

такого относительно нового понятия, как

сепарабильность), и о причинности и

детерминизме, и о природе вероятности и

____________________

6 Fine A. The shaky game: Einstein realism

a. the quantum theory. Chicago; L., 1988.

P. 63.

275

квантовой статистики и, наконец, даже о

новой - квантовой - логике.

Прежде чем перейти к изложению собственно

темы статьи (соотношение теоремы Белла и

реалистических интерпретаций квантовой

теории), остановлюсь вкратце на том, что я

считаю "историческими достижениями" в

анализе проблематики, связанной с теоремой

Белла.

Как известно, эта теорема принадлежит

потоку доказательств, начатому еще Дж.фон

Нейманом, о невозможности переформулировки

квантовой механики в виде теории, допуска-

ющей скрытые параметры. Неравенства,

выведенные Беллом, были призваны доказать,

что в квантовую теорию невозможно

"внедрить" так называемые локальные скрытые

параметры. Дальнейшие исследования вывода

неравенств Беллом, проведенные в том числе

Дж.Джарретом, Д.Хауардом и А.Файном7,

прояснили, что в этом выводе были

использованы фактически два различных (а не

одно, как первоначально считал сам Белл)

условия локальности. А.Файн характеризует

их следующим образом: 1) белловская

локальность, или утверждение о том, что

"результаты измерений определенных

квантовомеханических наблюдаемых одной

системы не подвержены непосредственному

____________________

7 См.: Jarrett J.P. On the physical

significance of the locality conditions

in the Bell arguments // Nous. 1984.

Vol. 18. P. 569-589; Howard D. Einstein

on locality and separability // Studies

in history a. philosophy of science.

1985. Vol. 16, N 3. P. 171-201; Fine A.

Op. cit.

276

влиянию видов измерений, производимых

непосредственно над второй системой,

которая достаточно отделена от первой в

пространстве"; 2) условие факторизуемости,

или "кондициональной стохастической

независимости", означающее, что "для каждой

спаренной системы (или для каждой "скрытой

переменной") в корреляционном эксперименте

с разделенными частями вероятность пары

результатов одновременных измерений может

быть представлена произведением

вероятностей отдельных результатов"8. Файн

выделяет еще и третье условие локальности,

или эйнштейновский принцип локальности,

которое отличается от первого (белловского)

условия тем, что в нем речь идет не о

результатах измерения (т.е. не о

"наблюдаемых"), а о "реальных физических

состояниях"9.

Файн анализирует соотношение всех трех

условий (или принципов) локальности, чтобы

соотнести эйнштейновскую критику квантовой

механики как неполной теории со значением

теоремы Белла. Эйнштейн, полагает он,

доказывал, что квантовая механика не

удовлетворяет его условию локальности как

независимости реального состояния одной

системы от того, что проделывают с другой,

пространственно отдаленной (и отделенной)

____________________

8 Fine A. Op. cit. P. 59.

9 Согласно эйнштейновскому принципу

локальности, "реальное положение вещей

(состояние) системы S2 не зависит от

того, что проделывают с пространственно

отделенной от нее системой" S1

(Эйнштейн А. Собр.науч.трудов. М., 1967.

Т. 4. С. 290).

277

системой. Квантовая механика неполна

потому, что она не "вскрывает" эти

"реальные физические состояния", которые

должны определять реальные физические

свойства, проявляющиеся в наблюдениях.

Поскольку же квантовомеханические наблюда-

емые не являются "реальными" свойствами,

оказываются, таким образом,

нереалистическими, нет причин беспокоиться

по поводу того, могут они или не могут

испытывать "нелокальные влияния".

"Нелокальность", продолжает Файн, значима

для Белла, а не для Эйнштейна. При этом

белловское условие локальности является

интуитивным, требует дальнейшей

экспликации, может выполняться в различных

теориях, а вот условие факторизуемости, без

которого вывод неравенств Белла просто

невозможен, нарушается в квантовой физике.

Его нарушение связано (и это показывает не

только Файн, но и многие другие авторы, в

том числе и Дж.Баб) со спецификой квантовой

вероятности. Дело в том, что квантовая

теория использует дисперсные меры

вероятности, которые невозможно свести к

бездисперсным мерам классической

статистики. Из-за этого невозможно

определить классическим статистическим

образом условные и совместные вероятности.

"Неравенства Белла, - подводит один из

итогов своего анализа Файн, - имеют место

тогда и только тогда, когда вероятности

(для наблюдаемых, упоминаемых в них) можно

свести к средним по единому ансамблю"10.

Новые уточнения в анализ теоремы Белла

внесли Д.Хауард и Дж.Джаррет. Эти уточнения

____________________

10 Fine A. Op. cit. P. 164.

278

также появились в контексте сопоставления

этой теоремы и эйнштейновской критики

квантовой теории. Джаррет показал, что

условие факторизуемости совместных

вероятностей результатов одновременных

измерений (или, в его терминологии, условие

"сильной локальности") распадается на два

независимых условиях - условие "полноты" и

условие "слабой локальности". "Слабая

локальность" эквивалентна требованию

релятивистской локальности, или принципу

близкодействия (она может быть

отождествлена также с первым белловским

условием локальности), а условие "полноты"

предполагает справедливость критерия

Эйнштейна-Подольского-Розена (о том, что в

полной физической теории каждый элемент

физической реальности должен иметь

отражение) и выражается в требовании

взаимной независимости отделенных

эйнштейновских "реальных физических

состояний". Иными словами, условие

факторизуемости совместных вероятностей

результатов одновременных измерений

эквивалентно конъюнкции принципа близ-

кодействия и условия факторизуемости

"скрытых состояний"11.

В свою очередь Д.Хауард, назвав условие

факторизуемости "скрытых состояний"

условием "сепарабильности" (или раздели-

мости), подчеркнул важность различения

принципов локальности и сепарабильности:

"...сепарабильность означает, что про-

странственно разделенные системы обладают

отдельными реальными состояниями (это, по

сути дела, есть выражение вышеприведенного

____________________

11 См.: Jarret J. Op. cit.

279

условия локальности Эйнштейна. - А.П.), а

локальность - что состояние системы может

быть изменено только локальными эффектами,

эффектами, распространяющимися с конечными,

досветовыми скоростями. Между двумя этими

принципами нет необходимой связи, хотя они

и представлялись часто как одно и то же...

Квантовая механика - это... несепарабильная

локальная теория"12. Таким образом,

"сильная локальность" Джаррета есть

следствие "сепарабильности" и "слабой

локальности" (и сама вытекает из

последних). А поскольку А.Файн показал, что

"сильная локальность" есть необходимое и

достаточное условие вывода (и выполнения)

неравенств Белла, постольку отсюда следует,

что "все теории со скрытыми параметрами,

пред-

____________________

12 Howard D. Op. cit. P. 173.

280

сказания которых удовлетворяют неравенствам

Белла, являются одновременно сепарабильными

и локальными"13.

Прежде чем резюмировать выводы,

вытекающие из анализа теоремы Белла, имеет

смысл обратиться к упрощенной схеме эк-

спериментов по проверке неравенств Белла,

изобретенной американским физиком

Н.Д.Мермином14.

Схема Мермина

____________________

13 Howard D. Op. cit. P. 196. Д.Джаррет

добавляет, правда, к "сильной

локальности" еще принцип сохранения

(двухчастичного состояния).

14 См.: Mermin N.D. Quantum mysteries for

anyone // J. of philosophy. 1981.

Vol. 78. P. 397-408; Mermin N.D. Bringing

home the atomic world: Quantum mysteries

for anyone // Amer. j. of physics. 1981.

Vol. 49, N 10. P. 940-943; Mermin N.D. Is

the moon there when nobody looks?:

Reality a. the quantum theory // Physics

today. 1985. Vol. 38. P. 38-47.

281

На этой схеме изображен прибор, состоящий

из трех, по предположению, несвязанных

частей: детекторов А и В и источника частиц

С. Каждый из детекторов имеет

трехпозиционный (1, 2, 3) переключатель и

две разноцветные лампочки К и Ж

(обозначения позиций и цветов - условные,

но легко понять, что в реальных

экспериментах позиции отвечают трем

направлениям в пространстве, а цвета -

проекциям спинов частиц на эти на-

правления). Источник С имеет сверху кнопку,

нажатие которой приводит к излучению частиц

(продуктов распада), характеристики которых

регистрируются детекторами в виде зажигания

лампочек. Эксперимент состоит из большой

серии испытаний. В каждом испытании сначала

случайным образом устанавливаются позиции

переключателей детекторов, затем нажимается

кнопка на источнике и затем регистрируются

цвета загоревшихся лам-

282

почек. (В реальных экспериментах, как у

Аспека, изменения "позиций" осуществляются

в коротких промежутках между "нажатием

кнопки" и "зажиганием лампочек"). Результат

испытания записывается в общей форме так:

(х, у, i, j), где

х, у= К,Ж , а i, j = 1, 2, 3 . Например,

(К,Ж,1,3) означает, что когда детектор А

находился в позиции1, а детектор В - в по-

зиции 3, на первом загорелась лампочка К, а

на втором - Ж. В эксперименте допустимы 9

пар позиций (11,12,13,21,22,23,31,32,33) и

4 пары зажиганий (КК, КЖ, ЖК, ЖЖ). Цель

эксперимента - исследовать статистику

зажиганий в зависимости от распределения

состояний детекторов.

Используя эту схему, можно проверить,

казалось бы, естественную гипотезу,

состоящую в том, что продукты распада - ча-

стицы - характеризуются некоторым "скрытым"

состоянием, которое определяет зажигание

той или иной лампочки в той или иной

позиции переключателя детектора. Эта

гипотеза позволяет предсказать статистику,

которая должна была бы ожидаться в эк-

сперименте, однако эксперимент не

подтверждает предсказание.

Если резюмировать изложенное выше об

исторических достижениях в анализе

неравенств Белла и ее приложений, то эти

достижения будут заключаться, по нашему

мнению, в следующем:

Во-первых, в ходе этого анализа была

выявлена сложная структура принципа

локальности. Оказалось, что этот принцип

расщепляется на ряд составляющих. Среди

них: а) условие "слабой локальности",

отвечающее по своему содержанию принципу

283

близкодействия; б) условие локальности в

смысле факторизуемости совместных

вероятностей результатов одновременных

измерений, требующее, по сути дела,

редукции квантовой вероятности к

бездисперсным мерам классической статистики

(это условие отвечает условию "сильной

локальности" Джаррета); в) условие

локальности в смысле факторизуемости, или

сепарабильности, "реальных физических

состояний" (или эйнштейновский принцип

локальности, который имеет также

наименования принципа сепарабильности и

принципа реальности) (это условие - условие

"полноты").

Во-вторых, благодаря анализу понятия

локальности выяснилась важность различения

принципов локальности и сепарабильности.

Оказалось, что квантовая теория является

локальной, как и классические физические

теории и специальная теория относи-

тельности, но, в отличие от них,

несепарабильной теорией.

В-третьих, благодаря всему этому (но не

только этому, конечно) в концептуальный

аппарат физики вошло новое понятие

284

"несепарабильности", которое в нашей

литературе именуется как "целостность"15.

Важно подчеркнуть, что это понятие

отличается от понятия нелокальности,

которое обычно связывается с допущением

сверхсветовых взаимодействий.

В-четвертых, была установлена (хотя,

возможно, еще и не до конца) связь

специфики вероятностных представлений с

принципами локальности и сепарабильности

(или несепарабильности)16.

Наверно, это перечисление "исторических

достижений" в анализе теоремы Белла и ее

приложений не исчерпывает всех его

результатов.

Среди перечисленного, возможно,

наибольшей новацией является

"несепарабильность", или, если это понятие

рассматривать в более широком смысле - как

____________________

15 См.: Цехмистро И.З. Диалектика

множественного и единого: Квантовые

свойства мира как неделимого целого.

М., 1972; Тягло А.В. Становление научной

концепции целостности. Харьков, 1989.

Следует подчеркнуть заслугу этих авторов

(прежде всего - И.З.Цехмистро),

акцентировавших значение категории целого

для естествознания.

16 О неформальной природе понятия

"вероятность" подробнее см.:

Панченко А.И. Философия, физика,

микромир. М., 1988. Гл. 4. В моей работе

используются вовсе не термины

"локальность" и "сепарабильность", а

"амплитуда вероятности", "небулева

решетка", но, видимо, все они связаны

между собой.

285

философское, "целостность". Конечно, это

понятие использовалось в квантовой физике и

раньше. Достаточно напомнить здесь хотя бы

о боровской концепции целостного

"квантового явления". В формальном плане

это понятие связано также с принципом

суперпозиции квантовомеханических

состояний, который допускает возможность

существования собственных состояний системы

при отсутствии таковых для ее подсистем.

Это выражается, в частности, в том, что

собственное состояние системы не всегда

возможно представить в виде произведения

собственных состояний подсистем (в общем

случае состояние первой представляется

суммой произведений последних). Но вот

новый акцент в содержании понятия квантовой

целостности, выясненный в процессе анализа

теоремы Белла и ее приложений, связан с

переосмыслением этого понятия как онто-

логически исходного и как объясняющего

принципа. Возможно, что фоковские

"внесиловые" взаимодействия или "обменные

силы" Паули являются некоторой интуицией

квантовой "несепарабильности".

И все же понятие целостности как исходное

онтологическое понятие физики является на

сегодняшний день, можно сказать,

полуинтуитивным. Рабочим методологическим

принципом в физике все еще остается

атомистический редукционизм. Какие

методологические альтернативы могут быть

здесь предложены? П.Теллер предлагает

следующую экспликацию квантовомеханической

целостности. Он полагает, что в основе

квантовой теории лежит не механистический

"партикуляризм" как рецидив мировоззрения и

методологии классической механики, а так

286

называемый "реляционный холизм".

"Реляционный холизм" означает, что в

квантовой реальности существуют состояния,

отвечающие таким отношениям между

отдельными объектами, которые не выводятся

из нереляционных черт этих объектов (т.е.

из их свойств "самих по себе"). Такой

"холизм" совместим с принципом

относительности в физике как

характеристикой инвариантности законов.

Например, считает Теллер, релятивистские

квантовые теории поля приписывают

невыводимые, или "внутренне присущие",

отношения корреляциям пространственно-

временных точек, не отказываясь от

лоренцевой инвариантности (т.е. принципа

локальности в смысле релятивистского

близкодействия). В этих теориях, однако, не

"работает" идея локальности в смысле

контактного взаимодействия между

нереляционными величинами, относимыми к

точкам. Нарушения неравенств Белла сви-

детельствуют о существовании в природе

"внутренне присущих" отношений17.

"Реальность" отношений как философская

абстракция реальности квантовофизических

корреляций ставит, однако, следующую

логическую проблему. Пусть классический

физический мир представляет собой

совокупность "партикулярий", т.е. изоли-

рованных и идентифицируемых объектов-вещей.

Пусть, далее, развитие человеческого

познания и практики свидетельствует, что

____________________

17 См.: Teller P. Relational holism and

quantum mechanics // Brit. j. for the

philosophy of science. Aberdeen, 1986.

Vol. 37, N 1. P. 71-81.

287

первое онтологическое предположение

недостаточно и что, кроме "партикулярий",

необходимо ввести нередуцируемые

"универсалии" (или "внутренне присущие"

отношения). Как тогда быть с методом

редукционизма? Если этот метод не

"работает", то тогда наравне с

"партикуляриями" в мире существуют

"универсалии". Но если последние

существуют, то тогда как совместить

несводимые квантовофизические отношения

целостности с существованием отдельных

сущностей? Здесь возникает проблема полноты

представления мира, которая проявляет себя

особенно при требовании когерентности,

согласованности описания. Если метод

редукционизма безукоризнен, то отношения -

артефакт познания. Если отношения реальны и

онтологически исходны, то они не

укладываются в "партикулярную" картину мира

и "переполняют" ее.

Теперь перейдем собственно к теме статьи,

надеясь, что вышеизложенное поможет

представить ее более определенно, нежели

это было бы возможно без данной

пропедевтики. Поскольку мы обязаны говорить

о реалистических интерпретациях квантовой

теории, уместно поставить вопрос о том, что

такое реализм. С гносеологической точки

зрения, реализм можно определить как

доктрину, противостоящую субъективному

идеализму. Воспользуемся в этой связи

следующим определением американского

исследователя современных теорий познания

Т.И.Хилла: "Представители реализма

противопоставили идеалистическому

утверждению о том, что объект познания либо

по своим свойствам, либо по своему

288

существованию зависит от того, как он по-

знается, лозунг, согласно которому объект

познания независимым от познающего субъекта

как в отношении своего существования, так и

в отношении своих свойств..."18. Это

гносеологическое определение реализма

следует дополнить его логическим оп-

ределением, связанным с принятием

определенной концепции истины. Традиционный

реализм, признающий существование

логических сущностей (логический

эссенциализм), принимает концепцию истины

как соответствия высказываний реальности,

причем, как пишет, например, Д.Мердок,

"высказывания определенного класса выражают

свойства реальных объектов, а их

истинностные значения определяются

реальностью независимо от того, как она нам

является"19. На деле оказывается, что под

реальностью, которой должны соответствовать

наши высказывания, понимаются вовсе не

материальные вещи, а их логические сущ-

ности.

Мердок раскрывает позиции реализма в

физике при помощи следующих четырех

тезисов: 1) физическая теория должна объ-

яснять явления "в терминах постулируемой

физической реальности, скрывающейся за

ними. Это значит, что определенные виды ее

предложений могут быть действительно

пропозициональными, т.е. иметь истинностные

значения, которые определяются физической

реальностью независимо от нашего ее

____________________

18 Хилл Т.И. Современные теории познания.

М., 1965. С. 97.

19 Murdoch D. Niels Bohr's philosophy of

physics. Cambridge etc., 1987. P. 200.

289

познания"; определенные теоретические

термины или обозначают реальные физические

сущности, которые могут и не восприниматься

чувствами непосредственно, или выражают

реальные физические свойства; 3) цель

физики - построение объясняющих теорий,

истинных в отношении физической реальности;

4) физика в ходе своего развития все более

приближается к этой цели20. Научный реализм

добавляет к этим тезисам реализма еще один

- "общепринятые физические теории,

обеспечивающие наилучшее на данный момент

объяснение физической реальности, следует

считать истинными, а многие убеждения

здравого смысла, противоречащие им, следует

отвергать как ложные. С этой точки зрения,

существуют атомы и элементарные частицы и

нереальны такие вещи здравого смысла, как

столы и стулья"21.

Совершенно очевидно, что боровская

интерпретация квантовой механики не

удовлетворяет этим реалистическим лозунгам

и тезисам, поскольку Н.Бор неразрывно

связывал "квантовое явление" как физическую

реальность с экспериментальной установкой

(т.е. средствами и условиями познания),

писал, что "взаимодействие между

измерительными приборами и исследуемыми

физическими системами составляет

неотъемлемую часть квантовых явлений"22,

что условия определения физически реального

"должны рассматриваться как неотъемлемая

____________________

20 Murdoch D. Niels Bohr's philosophy of

physics. P. 200-201.

21 Ibid. P. 207.

22 Бор Н. Избр. науч. труды: В 2 т.

М., 1971. Т. 2. С. 488.

290

часть всякого явления, к которому с

определенностью может быть применен термин

"физическая реальность"23. Со своей стороны

Эйнштейн был неудовлетворен квантовой

теорией, поскольку она не удовлетворяла его

требованиям к полноте, не вскрывала

содержание "реальных физических состояний".

И здесь мы можем констатировать

определенное сходство в оценках квантовой

механики Бором и Эйнштейном: Эйнштейн

считал, что эта теория нереалистична в том

смысле, что она не отражает полностью

"физическую реальность", ибо не

удовлетворяет его принципу сепарации как

принципу реализма24; Бор тоже признавал,

____________________

23 Там же. С. 179.

24 Следует заметить, что критерий полноты

теории, предложенный в известной статье

Эйнштейна, Подольского и Розена, самим

Эйнштейном более нигде не использовался,

поскольку эта статья, как считают ряд

авторов (в том числе А.Файн и Д.Хауард),

была написана скорее всего Б.Подольским

(под впечатлением дискуссий ее авторов) и

за своим техническим воплощением скрыла

суть эйнштейновской критической позиции в

отношении боровской и гейзенберговской

интерпретации квантовой теории. Об этом

свидетельствует найденное Файном

неопубликованное письмо А.Эйнштейна

Э.Шредингеру от 19 июня 1935 г. (см.:

Fine A. Op. cit. Ch. 3). Это письмо было

первым (более ранним, чем боровский)

ответом на статью ЭПР. В нем Эйнштейн

критиковал доктрину "неконтролируемого

возмущения" (квантовой системы

измерительным прибором), представил

291

что эта теория не удовлетворяет

эйнштейновскому реализму (хотя он не

столько критиковал этот реализм, сколько

развивал свое понимание квантовой теории и

физической реальности). Но все же: как быть

с реализмом? И как быть с квантовой

теорией? Ответить на эти вопросы помогла, в

определенной степени, и дискуссия, раз-

вернувшаяся вокруг неравенств Белла. Прежде

чем вернуться к ней, посмотрим, в чем

выражался реализм Эйнштейна с гносе-

ологической и мировоззренческой точек

зрения. Для этого обратимся к его пониманию

физической реальности.

Тексты Эйнштейна показывают различное

понимание им понятия "физическая

реальность". Однако наиболее типичным для

его позиции является, на наш взгляд,

понимание, связанное с определенной

концептуальной программой теоретической фи-

зики. Это понимание он выражал, например,

такими словами: "..."реальность" в физике

следует считать своего рода программой. По-

видимому, никому не придет в голову

отказываться от этой программы, если речь

___________________________________________

версию ЭПР-эксперимента, имевшего дело с

измерением лишь одной (а не двух

дополнительных) наблюдаемых величин, и

ввел свой принцип сепарации,

несовместимый с боровской интерпретацией

волновой функции как дающей полное

описание квантовой системы. Эйнштейн

доказывал несовместимость признания

полноты статистического

квантовомеханического описания реальности

и отстаиваемого им принципа локальности

(или сепарабильности).

292

пойдет о "макроскопических" явлениях... Но

"макроскопический" и "микроскопический"

аспекты настолько тесно переплетены между

собой, что вряд ли стоит отказываться от

этой программы и при рассмотрении одних

лишь "микроскопических" явлений"25.

(Заметим, в скобках, что, по Эйнштейну,

отсюда следует, что один и тот же реализм

должен быть справедлив как для теорий

микромира, так и для теорий макромира, ибо

существует единая физическая реальность).

Конкретная суть эйнштейновской программы

такова: "основными понятиями теории должны

быть непрерывные функции, определенные в

четырехмерном континууме"26. А.Файн

справедливо добавляет к этому следующее:

"Причинность и независимость от наблюдателя

- первичные свойства эйнштейновского

реализма..."27.

Но что такое "независимость от

наблюдателя?" Файн поясняет, что для

Эйнштейна "...нет сущности "вне" теории

(например, "реальность внешнего мира"), с

которой могла бы быть сравнена

последовательность концептуальных

объектов..."28 Сам Эйнштейн ссылался на

"веру в существование внешнего мира,

независимого от воспринимающего

субъекта"29. Здесь как раз и скрывается са-

мый существенный момент позиции Эйнштейна,

который, однако, непросто уловить вне

контекста (и легко, на наш взгляд,

____________________

25 Эйнштейн А. Цит. соч. С. 302.

26 Там же. С. 303.

27 Fine A. Op. cit. P. 103.

28 Ibid. P. 96-97.

29 Эйнштейн А. Цит. соч. С. 136.

293

превратно истолковать как свидетельствующий

целиком и полностью в пользу отождествления

гносеологического статуса эйнштейновской

физической реальности с объективной

реальностью). А суть дела в том, что

Эйнштейн всегда говорит о независимости

именно от "воспринимающего субъекта" (в

понятие которого входят в том числе

наблюдения и измерения), а не от субъекта,

который может, кроме того, еще и

размышлять, и изобретать теоретические

конструкции. Например, продолжение только

что приведенной цитаты из работы Эйнштейна

таково: "Но так как чувственное восприятие

дает информацию об этом внешнем мире, или о

"физической реальности", опосредованно, мы

можем охватить последнюю только путем

рассуждений"30. Если внимательно отнестись

к текстам Эйнштейна, то можно заметить, что

он стоит на рационалистической позиции,

противопоставляющей, прежде всего, не

материю и сознание, а деятельность чувств и

материальную деятельность экспериментатора

как субъективное деятельности рассудка и

мышления как объективному. "Основным

принципиальным различием, являющимся не-

обходимой предпосылкой научного и

донаучного мышления, - пишет Эйнштейн, -

является различие между чувственными вос-

приятиями... с одной стороны, и чистыми

идеями - с другой... Такое различие

необходимо, чтобы не впасть в солипсизм...

Мы считаем, что чувственные восприятия

обусловлены "объективным" и "субъективным"

факторами... "Объективный фактор"

представляет собой совокупность таких идей

____________________

30 Там же.

294

и понятий, которые, по предположению,

существуют независимо от нашего опыта, т.е.

от чувственных восприятий"31.

Цитированные высказывания показывают, что

гносеологический статус физической

реальности у Эйнштейна ближе всего к

гносеологическому статусу понятия (а не

ощущения, восприятия или материальной,

например, экспериментальной деятельности).

При этом объективность познания связывается

у него вовсе не с существованием

объективной реальности как материи (это

существование полагается как внешний фактор

или как предмет веры), а с использованием

общих понятий в их противопоставлении

чувственным восприятиям и измерительным

процедурам. В духе философского реализма

постулируется независимость объекта

("физической реальности") как логической

сущности от субъекта как отождествляемого в

своей деятельности с чувственными

восприятиями, наблюдениями, экспериментами,

коммуникацией (отсюда и споры Эйнштейна с

Бором)32.

Итак, что же мы имеем в итоге? По общему

убеждению, Эйнштейн - реалист. "Но каким

реалистом он был? - спрашивает Д.Хауард. -

Аргументация Эйнштейна против полноты

квантовой механики показывает, что его

реализм не был просто философским

____________________

31 Там же. С. 301-302.

32 Ср.: "Физика представляет собой

развивающуюся логическую систему

мышления, основы которой можно получить

не выделением их какими-либо индуктивными

методами из опыта, а лишь свободным

вымыслом" (Эйнштейн А. Цит. соч. С. 226).

295

предубеждением. Напротив, он надежно

коренился в совершенно определенных

допущениях не только о природе теории, но

также и о самом физическом мире. И самым

главным среди этих физических допущений

является то, что я назвал сепарабильностью,

а Эйнштейн называл "взаимно независимым

существованием пространственно разделенных

вещей"33.

Не будем спорить с Хауардом о том,

относятся или нет допущения о природе

теории и "самом физическом мире" к "просто

философским предубеждениям" или к

"физическим допущениям". Проясним ситуацию

с реализмом. Действительно, эйнштейновское

понимание физической реальности не является

просто "философским предубеждением". Это

верно постольку, поскольку Эйнштейн

связывал с реалистической программой физики

определенные конкретные представления о

мире. К ним относятся его принцип

локальности (или сепарабильности состояний

пространственно разделенных вещей, или

реальности, или независимости от

наблюдателя); принцип детерминизма, который

имеет двоякое содержание, а именно принципа

близкодействия и принципа необходимости как

отвержения случайности; принцип

континуального пространственно-временного

описания. Однако все эти конкретные

представления о том, как должен быть

устроен физический мир, вступают в

противоречия или, по крайней мере,

неоднородны с представлениями других

физических программ. Особенно ясно это

становится в контексте обсуждения теоремы

____________________

33 Howard D. Op. cit. P. 189-190.

296

Белла. Анализ этой теоремы и ее приложений

показывает, что эйнштейновский реализм не

может быть универсальной доктриной в

физике. По крайней мере, не "работает" его

конкретная программа построения обязательно

"сепарабильных" теорий. Но, может быть,

универсален ее, так сказать, "философский

остаток", выражающийся, в частности, в

убеждении, что идеи и понятия "существуют

независимо от нашего опыта"?

Этот "остаток" тоже не универсален - хотя

бы уже потому, что он не согласуется с

приведенным выше лозунгом гносеологического

реализма, прокламирующим, что объект

познания независим от познающего субъекта и

средств познания как в отношении своего

существования, так и в отношении своих

свойств. Эйнштейновский реализм не

удовлетворяет этому лозунгу потому, что он

отрицает зависимость "физической

реальности" от деятельности чувств,

восприятий и материальной деятельности эк-

спериментатора, но вовсе не от деятельности

рассудка и мысли (хотя акцентирует значение

последней деятельности прежде всего для

построения теорий, а не для определения

"физической реальности"). В этом отношении

Эйнштейна нельзя назвать реалистом. Однако

он остается реалистом в традиционном

философском смысле как человек,

утверждающий реальность идей.

Как теперь быть с реализмом в квантовой

физике? Ответ на этот вопрос далеко не

однозначен. Ведь, во-первых, можно заме-

тить, что в этой сфере существовали или

существуют несколько реалистических

(конкретных) программ. Так, на

реалистическую интерпретацию квантовой

297

теории претендовали или претендуют

программы Э.Шредингера, Л.де Бройля,

Эверетта, диалектическая концепция

корпускулярно-волнового дуализма,

квантовологический подход, концепция

квантонов М.Бунге и, наконец, концепция

несепарабильности и целостности

квантовофизической реальности. Все эти

достаточно конкретные программы обладают

своими недостатками и преимуществами. В

ходе их исследования было выяснено, что

одни из них (например, программа

Шредингера) физически неудовлетворительны,

другие являются слишком "экзотическими"

(например, модель Эверетта), третьи так или

иначе делают уступки "инструментализму".

В связи с последним показателен анализ

квантовой логики Х.Патнема и Дж.Баба,

проведенный Д.Мердоком. Мердок обращает

внимание на то, что согласно реалистической

(квантовологической) интерпретации

квантовой механики "каждая

квантовомеханическая наблюдаемая должна

иметь определенное значение во все

времена"34. Квантовая логика претендовала

на реалистическую интерпретацию квантовой

механики постольку, поскольку, как считали

ее представители, она выражает "объективную

структуру квантовомеханических событий"

(терминология Дж.Баба). Здесь мы не будем

вдаваться в вопрос, уместно или нет вообще

относить какую-либо логику непосредственно

к миру, а не к мышлению человека. Посмотрим

только, в чем выражаются уступки квантовой

логики "инструментализму". Как показывает

Мердок, квантовая логика сталкивается с

____________________

34 Murdoch D. Op. cit. P. 256.

298

противоречием между ее реалистическим

предположением о том, что

квантовомеханические наблюдаемые всегда

обладают определенными значениями,

допущением существования логически несо-

вместных наблюдаемых (в этом, собственно, и

состоит специфика квантовой логики) и

свободой выбора измерения любой из них.

Именно свобода выбора, которая принадлежит

субъекту, составляет "инструменталистскую"

посылку, несовместимую с "чистым"

реализмом. "Тезис свободы выбора и тезис

несовместности, - пишет Мердок, - совместно

исключают тезис объективных значений и

требуют введения вместо него тезиса

создания значений в эксперименте. Но

последний тезис несовместим с главным

мотивом принятия реалистической

интерпретации квантовой логики, состоящим в

реалистическом истолковании

экспериментальных высказываний, согласно

которому эти высказывания относятся не

просто к измеренным значениям, а к

значениям, существующим до измерений"35.

Во-вторых, отвечая на вопрос о реализме в

квантовой физике, следует попытаться

поискать его основания не только в ре-

альности идей (так сказать, в человеческом

измерении "физической реальности"), но и в

самом объективном мире. Из квантовой физики

известно, что физически реальные квантовые

явления зависят от "системы отсчета",

определяемой экспериментальной обстановкой

(например, реальность положения и, со-

ответственно, импульса). Можно ли в таком

случае утверждать, что такая зависимость

____________________

35 Murdoch D. Op. cit. P. 254.

299

доказывает сводимость квантовофизической

реальности целиком и полностью к

"субъективному фактору", т.е. к

деятельности экспериментатора? Безусловно,

нет. Дело в том, что ни при каких условиях

экспериментальной деятельности не удается

создать прибор, который бы измерял

одновременно какие-либо несовместные

величины (те же положение и импульс). Было

предпринято множество попыток, которые бы

позволили, хотя бы в принципе, обойти эту

квантовую дополнительность. Однако ни одна

из них не удалась. Невозможность создать

такой прибор - это объективный фактор

квантовой реальности, который не зависит от

деятельности человека. И вместе с тем

квантовая реальность имеет человеческие

измерения: выбор прибора автоматически

определяет теоретические средства, которые

необходимо применять для представления

экспериментально исследуемого квантового

явления.

Аналогичным образом обстоит дело в теории

элементарных частиц, которая является

релятивистской. Это можно проследить на

ярком примере поведения нейтральных К-

мезонов, о которых Л.Б.Окунь заметил: "Если

бы К-мезонов не было, их надо было бы

специально выдумать, чтобы объяснить

студентам основные принципы квантовой

механики"36. Нейтральные К-мезоны могут

участвовать как в сильных, так и в слабых

взаимодействиях, которым отвечают разные

теории. Мы не можем измерить одновременно

их странность и СР-четность, которые

____________________

36 Окунь Л.Б. Лептоны и кварки. М., 1981.

С. 83.

300

отвечают характеристикам разных

взаимодействий (странность характеризует

сильное взаимодействие, СР-четность -

слабое). Наблюдая распады К-мезонов, мы

измеряем четность, но не можем определить

странность, и наоборот.

А.Файн, осознавая рискованность

эйнштейновской и вообще всяких

теоретических программ в физике, приходит к

выводу, что наука есть мероприятие,

автономное по отношению к любым

эпистемологическим и онтологическим

философским концепциям мира. Наука живет

своей внутренней жизнью, а любые так

называемые "измы" являются внешними по

отношению к ней. "Эйнштейн, - заключает

Файн, - был прав в своих обвинениях

инструменталистов копенгагенской школы в

том, что они ведут рискованную игру с

реальностью. Но было бы ошибкой рассуждения

полагать, что реалист, когда он выходит за

пределы истин квантовой теории для

построения своей интерпретации, делает

нечто иное, нежели играет. Его игра тоже

рискованна, ибо ее правила свободны от

ограничений текущей научной практики"37.

Мы же, заключая статью, предлагаем

читателю следующие свои выводы. Во-первых,

гносеологический реализм, как он

сформулирован цитированным выше

высказыванием Хилла, вряд ли имеет место

вообще, ибо объект познания невозможен без

субъекта (как, впрочем, и наоборот), в этом

объекте всегда присутствуют человеческие

измерения (как его когнитивные или

практические составляющие). Во-вторых, как

____________________

37 Fine A. Op. cit. P. 171.

301

это показывает анализ позиции Эйнштейна, в

реализме имеются разные компоненты - и

гносеологические (у Эйнштейна это вера в

независимость и объективность идей по

сравнению с чувственными восприятиями и

экспериментальной деятельностью как чем-то

субъективным), и физико-онтологические (в

данном случае принцип локальности как

сепарабильности). В-третьих, физико-

онтологический реализм Эйнштейна тоже вряд

ли имеет место, ибо, как показывает анализ

теоремы Белла и ее приложений, "реальные

физические состояния" не всегда являются

"сепарабильными".

302

Ю.В.Сачков

ВЕРОЯТНОСТЬ, СТРУКТУРA, НЕЛИНЕЙНОСТЬ

1. Вероятность в основаниях знаний

Проникновение физики в интимные структуры

материи неотделимо от вероятностных

представлений. Идея вероятности, методы

исследований, опирающиеся на теорию

вероятностей, обеспечили два грандиозных

прорыва в глубь материи - в структуру

вещества (классическая статистическая

физика) и в структуру атома, в структуру

явлений атомного масштаба (квантовая

механика). Каковы же традиции, каковы

перспективы "приложений" вероятности в

новом синтезе физики, в ходе исследований

мира элементарных частиц? Последнее тем

более интересно, что базисной теорией в

познании мира элементарных частиц является

квантовая теория, в основания которой

вероятность входит имманентным образом.

Природа вероятности, анализ ее

объективных оснований весьма активно

обсуждались в период создания квантовой

механики и ее первоначального развития.

Особо острые философские дискуссии

проходили по вопросам о судьбах принципов

причинности и детерминизма в свете

вхождения в фундамент физики идеи

вероятности. Тогда же сложился богатый

спектр подходов к анализу природы

303

вероятности, среди которых были и чисто

субъективистские взгляды, и сугубо

статистические (ансамблевые) трактовки

оснований вероятностных методов. В наше

время такие дискуссии значительно

приутихли. Причина тому - широкое признание

принципиального характера вероятностных

представлений в раскрытии структуры

квантовой теории и их прямой связи с

описанием поведения индивидуальных

квантовых объектов. Сложился особый стиль

мышления, который явился своего рода

отрицанием стиля мышления классической

физики с ее упором на жесткую, однозначную

детерминированность любых процессов - и

космического характера, и самых

элементарных. Стиль мышления, основанный на

квантовых идеях, существенно иной -

понимание элементарных процессов не

отделимо от случайности и вероятности.

Именно вероятностный характер поведения

микрообъектов принципиален и весьма

интригующ. Квантовый стиль мышления меняет

сам подход к пониманию вероятности: на нее

перестали смотреть глазами классики,

напротив, вероятностный язык стал

рассматриваться как базисный, более общий,

и с его позиций стали рассматриваться

вопросы трактовки теорий классической

физики.

В настоящее время вопрос о природе

вероятности и ее взаимоотношении с

основаниями физики обсуждается не столь

живо. Можно сказать, что по отношению к

вероятности сложилась своеобразная

парадоксальная ситуация. Всеми признается,

что она входит в основания теории

микропроцессов, и в то же время в ходе

304

самих исследований элементарных процессов о

ней мало что говорится или же она играет

второстепенную роль. Особо это касается

физики элементарных частиц. Конечно, здесь

имеются понятия, имеющие сугубо

вероятностную природу и связанную с

использованием волновых функций для

характеристики частиц. К таковым относятся

понятия, связанные с характеристикой,

прежде всего, процессов рассеяния -

изменения траекторий частиц в результате их

столкновений с ядрами атомов или с другими

частицами (это понятия - сечение взаимодей-

ствия, плотность состояний, времена жизни

частиц). Однако при характеристике

внутренних состояний и свойств элементарных

частиц представления о вероятностях

практически не используются. Можно сказать,

что существует своеобразный вероятностный

фон физических событий, на который

накладывается концептуальный аппарат физики

элементарных частиц и который как бы

возвышается над этим фоном. Анализ строения

и свойств частиц ведется на языке понятий

этого аппарата и основаниями его связи с

"вероятностным фоном" глубоко не

интересуются. Вместе с тем, в плане теории

познания анализ такой структуры знаний

весьма интересен.

К сказанному можно подойти и с иной точки

зрения. В настоящее время собственно

вероятностные представления в физике

элементарных частиц используются при

описании поведения частиц в процессах их

взаимодействий. Как сказал Р.Фейнман:

"Сколько бы мы ни старались изобрести

разумную теорию, объясняющую, как фотон

"решает", проходить ли ему сквозь стекло

305

или отскакивать назад, предсказать, как

будет двигаться данный фотон, невозможно...

Вот условие, которое приводит к различным

результатам: одинаковые фотоны летят в

одном направлении к одному куску стекла. Мы

не можем предсказать, попадет ли данный

фотон в А или в В. Все, что мы можем пред-

сказать - это то, что из 100 вылетевших

фотонов в среднем 4 отразятся от

поверхности. Значит ли это, что физику,

науку великой точности, свели к тому, чтобы

вычислять вероятность события и не

предсказывать точно, что произойдет? Да.

Так оно и есть. Это отступление. Природа

позволяет нам вычислять только вероятности.

Но наука не потерпела краха"1. Встает

вопрос, почему же наука, ассимилируя

вероятность в свои основы, не потерпела

краха? Как это понять? Ведь нельзя же

предполагать, что по мере развития науки

точность ее утверждений и предсказаний

уменьшается, а сами ее высказывания

делаются все более неоднозначными и

неопределенными. Наоборот, развитие науки,

и особо физики элементарных частиц,

свидетельствует о непрерывном возрастании

точности всех измерений. Именно физика

здесь демонстрирует наиболее впечатляющие

результаты. Например, масса электрона в

настоящее время определяется равной 0,511

МэВ, где 1 МэВ примерно равен 1,78х10-27 г.

Экспериментально исследуются расстояния

порядка 10-16 см. Без опоры на возрастающую

точность измерений и, соответственно,

однозначность высказываний научный прогресс

____________________

1 Фейнман Р. КЭД - странная теория света и

вещества. М., 1988. С. 20.

306