В 1947 году Бом принял предложение занять должность ассистента в Принстонском университете (что было признанием его заслуг) и продолжил начатое еще в Беркли исследование поведения электронов в металлах. Снова и снова он обнаруживал, что кажущееся хаотичным движение индивидуальных электронов-частиц способно производить в совокупности высокоорганизованное движение. Подобно плазме, которую он изучал в Беркли, он столкнулся с ситуацией, где не только две частицы согласовывают между собой свое поведение: он увидел целый океан частиц, каждая из которых как будто знала, что делают остальные триллионы частиц. Бом назвал такие коллективные движения частиц плазмонами, а их открытие принесло ему славу выдающегося физика.
Позже, в 1951 году, когда Оппенгеймер оказался под сильным давлением Комиссии по антиамериканской деятельности, созданной сенатором Маккарти, Бом был вызван на допрос и отказался давать показания, в результате чего потерял работу в Принстонском университете и больше не преподавал в Соединенных Штатах, переехав сначала в Бразилию, а затем в Лондон (5).
Исходя из этих гипотез, Бом обнаружил, что многие непонятные явления в квантовой физике можно объяснить, если постулировать существование некоего гипотетического поля, которое, как и гравитация, пронизывает все пространство. Однако в отличие от гравитационных, магнитных и других полей действие нового поля не ослабевает с расстоянием, и его сила распределена равномерно по всему пространству. Бом назвал это поле
Коллективную деятельность электронов в плазме можно объяснить координирующим действием квантового потенциала, которое обеспечивает электроны информацией, благодаря чему они знают обо всем, что происходит вокруг них.
Такое понимание аналогично движению корабля в океане, управляемого с берега с помощью радиосигнала. Корабль движется благодаря собственной энергии, но инструкцию для маневрирования получает с помощью радиоволн, которые несут только информацию. Так и квантовый потенциал обеспечивает «инструкции для изменения курса», требующиеся электрону, чтобы взаимодействовать с окружающей его средой.
Как указывает Бом, такие «электроны не рассеиваются, потому как благодаря действию квантового потенциала вся система приобретает координированное движение – это можно сравнить с балетом, в котором танцоры движутся синхронно в отличие от неорганизованной толпы… Такие квантовые целые состояния больше напоминают организованное поведение частей живого существа, чем функционирование отдельных частей машины» (5).
Пристальное изучение свойств квантового потенциала привело его к еще более радикальному отходу от ортодоксального мышления. Вопреки классической науке, которая всегда рассматривала систему как простое сложение поведения ее отдельных частей, гипотеза квантового потенциала определяла поведение частей как производную от целого. Более того, она не только подтверждала высказывания Бора о том, что элементарные частицы не являются независимыми «частицами материи», но и постулировала целое как первичную реальность.
Еще более удивительным оказалось то, что на уровне квантового потенциала локализация вообще отсутствует, все пространство становится единым и говорить о пространственном разделении становится бессмысленно. Именно этим объясняется такое свойство пространства, как нелокальность.
Нелокальный аспект квантового потенциала позволил Бому объяснить связь между парными частицами без нарушения специальной теории относительности, запрещающей превышение скорости света. Для пояснения он предложил следующий пример: представьте себе рыбу, плавающую в аквариуме. Представьте также, что вы никогда раньше не видели рыбу или аквариум и что единственную информацию о них вы получаете через две телевизионные камеры, одна из которых направлена на торец аквариума, а другая смотрит сбоку. Если смотреть на два телевизионных экрана, можно ошибочно предположить, что рыбы на экранах разные. Действительно, поскольку камеры расположены под разными углами, каждое из изображений будет несколько отличаться. Но, продолжая наблюдать за рыбами, вы в конце концов понимаете, что между ними существует некая связь. Если поворачивается одна рыба, другая делает несколько другой, но синхронный поворот. Если одна рыба показывается анфас, другая предстает в профиль и т. д. Если вы не знакомы с общей ситуацией, вы можете ошибочно заключить, что рыбы мгновенно координируют свои движения, однако это не так. Никакой мгновенной связи между ними нет, поскольку на более глубоком уровне реальности – реальности аквариума – существует одна, а не две рыбы (5).
По мнению Бома, элементарные частицы связаны так же, как изображения одной рыбы в двух гранях аквариума. Хотя частицы наподобие электронов кажутся отделенными друг от друга, на более глубоком уровне реальности – реальности аквариума – они являются лишь двумя аспектами глубокого космического единства.
Таким образом, Бом рассматривает нелокальные связи как существенную часть некоего единства, считая, что глубже уровня вероятности существует более глубокий «уровень непроявленности», который внутренне присущ космической сети взаимоотношений (3).
Взгляды Бома на «неразрывное единство» противоречили механистической точке зрения ученых, которые рассматривали мироздание как вселенскую машину. Мир сводился к набору основных элементов, которыми служат частицы (электроны, протоны, кварки, атомы и т. д.) и различные виды непрерывно простирающихся в пространстве полей. Все эти элементы являются в своей основе внешними по отношению друг к другу, и не только в том, что они разделены в пространстве, но и в том, что фундаментальная природа каждого независима от фундаментальной природы соседа, а силы взаимодействия не затрагивают глубоко внутреннюю природу элементов. Такую структуру, скорее, можно сравнить с машиной, чем с единым организмом.
Безусловно, механистический подход допускает существование биологического организма (ибо оно очевидно), в котором части могут глубоко влиять на саму природу других частей и всего организма, поскольку они в основе своей связаны как друг с другом, так и с целым. Но и в этом случае все в конечном итоге сводится к молекулам, таким как ДНК, РНК, белки и т. д. Даже если в организме возникают какие-то новые свойства и качества, то они всегда подразумеваются в молекулах. Поэтому в конце концов организм лишь удобный способ говорить о большом числе молекул.
О том, что современная наука не имеет языка описания целостного мира, шла речь на конференции «Научные итоги второго тысячелетия: взгляд из России», которая проходила в конце 2000 года в Петербурге. Ученые резюмировали:
Наука разложила мир на элементарные кирпичики. Изучая организм, она опускалась до клетки. Однако современные данные в области молекулярной биологии показывают, что для того, чтобы описать только одну единственную органическую клетку, потребуется целая человеческая жизнь с расчетом на то, что человек будет описывать ее 24 часа в сутки. Выходит, что клетка представляет собой Вселенную, и путь дробления мира на кирпичики в целях его познания является тупиковым. Мир, разбитый на кусочки, стал таким же непонятным, как разрезанный на миллионы кусочков шедевр мастера. Процесс познания остановился (6).
Гипотеза квантового потенциала постулировала существование целого и его частей, которые являются соотносительными категориями: говоря об одном, следует подразумевать другое. Нечто может быть частью, только если существует целое, частью которого оно может быть.
Свое альтернативное видение квантовой теории Бом обнародовал в печати в 1952 году.
Реакция на его работу была в основном отрицательной. Некоторые физики настолько верили в то, что никакие альтернативы невозможны, что отвергли его теорию без рассмотрения. Другие обрушили на нее яростные атаки. В конце концов все возражения свелись к философским разногласиям: точка зрения Бора была настолько укоренена в физику, что альтернативный подход Бома казался более чем ересью.
Несмотря на остроту атак, Бом верил, что существует более глубокая реальность, нежели та, которую
