(Евангелие от Фомы 27, ср. Еф. 2:14- 16)
ГЛАВА 11.
Измерение, декогерентность и шредингеровская кошка
Не говори: я скроюсь от Господа; неужели с высоты кто вспомнит обо мне? Во множестве народа меня не заметят; ибо что душа моя в неизмеримом создании? Вот, небо и небо небес - Божие, бездна и земля колеблются от посещения Его. Равно сотрясаются от страха горы и основания земли, когда Он взирает.
(Сирах 16:16- 19)
Трактовка квантовой механики, основанная на принципе дополнительности и подчеркивании роли измерительных приборов, была разработана Н. Бором, В. Гейзенбергом, В. Паули, Дж. фон Нейманом и другими в последовательную концепцию, получившую название копенгагенской интерпретации (особо следует отметить роль Дж. фон Неймана, построившего формальную теорию квантовомеханических измерений и указавшего на ее связь со вторым началом термодинамики и проблемой необратимости времени). Она пользуется поддержкой большинства исследователей, хотя альтернативные интерпретации обсуждаются до сих пор (многомировая интерпретация Эверетта, Уилера и др., трансакционная (transactional) интерпретация Крамера и др.). Впрочем, важно подчеркнуть сугубо феноменологический характер копенгагенской интерпретации. Дело в том, что, по Бору, измерительный прибор должен быть классическим объектом, иначе сама процедура измерения не определена (вспомним обсуждение в главе 8). При этом остается вопрос о происхождении классических объектов в квантовом мире. Ключевую роль здесь играет, как мы подробно обсудим в этой главе, понятие декогерентности квантовой системы окружением.
Копенгагенская интерпретация по-видимому лишь с большим трудом может быть согласована с ньютоновско - картезианской парадигмой. Действительно, использование тех или иных измерительных приборов, определяемое свободным выбором экспериментатора, высвечивает разные, дополнительные, аспекты реальности, или даже создает их. Тем самым, возникает вопрос о роли сознания. Само описание реальности предполагает противопоставление исследователя (наблюдателя, экспериментатора) и исследуемого объекта; электрон как таковой непознаваем в принципе, или, по крайней мере, не описываем вербально. Здесь существуют разные точки зрения, и уместно привести ряд мнений выдающихся физиков:
Наблюдатель, или средства наблюдения, которые микрофизике приходится принимать во внимание, существенно отличаются от ничем не связанного наблюдателя классической физики... В микрофизике характер законов природы таков, что за любое знание, полученное в результате измерения, приходится расплачиваться утратой другого, дополнительного знания. Поэтому каждое наблюдение представляет собой неконтролируемое возмущение как средства наблюдения, так и наблюдаемой системы, и нарушает причинную связь (!) предшествовавших ему явлений с явлениями, следующими за ним... Такое наблюдение, существенно отличающееся от событий, происходящих автоматически, можно сравнить с актом творения в микрокосме или с превращением, правда, с заранее не предсказуемым и не зависящим от внешних воздействий результатом... Обратное действие познаваемого на познающего выходит за пределы естествознания, так как оно принадлежит совокупности всех переживаний, с необходимостью испытываемых познающим.
(В. Паули. Физические очерки)
В XIX веке естествознание было заключено в строгие рамки, которые определяли не только облик естествознания, но и общие взгляды людей... Материя являлась первичной реальностью. Прогресс науки проявлялся в завоеваниях реального мира. Польза была знамением времени... Эти рамки были столь узкими и неподвижными, что трудно было найти в них место для многих понятий нашего языка, например, понятий духа, человеческой души или жизни... Особенно трудно было найти место в этой системе знания для тех сторон реальности, которые составляли предмет традиционной религии... Доверие к научному методу и рациональному мышлению заменило все другие гарантии человеческого духа.
Если теперь возвратиться к вопросу, что внесла в этот процесс физика нашего века, то можно сказать, что важнейшее изменение, которое было обусловлено ее результатами, состоит в разрушении неподвижной системы понятий XIX века... Идея реальности материи, вероятно, являлась самой сильной стороной жесткой системы понятий XIX века; эта идея в связи с новым опытом должна быть по меньшей мере модифицирована.
(В. Гейзенберг. Физика и философия)
Такие физики, как А. Эйнштейн, Э. Шредингер, Л. де Бройль, отрицали копенгагенскую интерпретацию именно из-за несовместимости с ньютоновско- картезианской парадигмой. Факт этой несовместимости был тем самым ясен и для них:
Как бы то ни было, претензия заявлена. Новая наука самонадеянно присваивает себе право третировать все наше философское воззрение... Можно, конечно, считать, что в конце концов полный набор всех наблюдений, которые уже были сделаны и когда-либо еще будут сделаны, представляет собой реальность - единственный предмет, с которым имеет дело физическая наука... Однако подобное утверждение, высказанное по отношению ко всем наблюдениям, проведенным в рамках квантовомеханической теории, не имеет разумного основания и не может претендовать на философскую серьезность... Я хочу ясно сказать, что отныне и впредь беру на себя ответственность за свое упрямство. Я иду против течения. Но направление потока изменится.
(Э. Шредингер. Избранные труды по квантовой механике. М., 1976)
Над философскими и даже мистическими аспектами квантовой механики много размышлял В. Паули, хотя, в отличие от Н. Бора, он не публиковал широко работ на эту тему.
Так как можно рассматривать инструменты наблюдения как продолжение органов чувств наблюдателя, я рассматриваю непредсказуемое изменение состояния при одиночном наблюдении... как нарушение идеи о возможности изоляции наблюдателя от внешних физических событий.
(В. Паули, из письма Н. Бору 15 февраля 1955, цит. по: K. V. Laurikainen. The message of the atoms)
Физическое событие больше не отделено от наблюдателя... Индивидуальное событие есть occasio, а не causa[т. е. нечто случайное, а не причинно обусловленное]. Я склонен видеть в этом occasio, которое включает в себя наблюдателя и выбор экспериментальной процедуры... проявлениеanima mundi [мировой души], которая была отвергнута в семнадцатом столетии.
(В. Паули, из письма к М. Фирцу 13 октября 1951, цит. по: K. V. Laurikainen)
Мне представляется, что попытка алхимии выработать единый психофизический язык провалилась только потому, что там речь шла о зримой, конкретной реальности. Но в сегодняшней физике мы имеем дело с невидимой реальностью (объектами атомарного уровня), в обращении с которой наблюдатель обладает известной свободой (поскольку он стоит перед альтернативой выбор или жертва), а в психологии бессознательного мы изучаем процессы, которые не всегда могут быть однозначно приписаны какому-то определенному субъекту. Попытка создания психофизического монизма представляется мне сегодня несравненно более перспективной, если искомый единый язык (еще неизвестный, нейтральный по отношению к дихотомии психического - физического) будет отнесен к более глубокой невидимой реальности... При таком подходе придется пожертвовать онтологией и метафизикой (что и сделано в буддизме! - Авт.), зато выбор падет на единство бытия.
(В. Паули, цит. по: В. Гейзенберг. Философские взгляды Вольфганга Паули)
Таким образом, современной естественной науке, как и древней алхимии, не уйти от вопроса о природе субъекта измерения - человека.
Как подробно обсуждалось в предыдущей главе, наиболее адекватным языком для описания квантовой реальности является язык поэтический, объединяющий в себе лево- и правополушарное сознание. Приведем своего рода поэтический комментарий, касающийся роли наблюдателя в физических процессах:
