Когда мы перестали понимать мир

Хотя конгресс назывался «Фотоны и электроны», все знали: главная цель мероприятия – проанализировать положения квантовой механики, области знания, которая немало пошатнула теоретическую часть, а ведь на теории строилась вся физическая наука.

В первый день выступали все. Все, кроме Эйнштейна.

Утром второго дня Луи де Бройль представил свою новую теорию «пилотных волн», согласно которой электрон движется как бы на гребне волны, как серфингист. И Шрёдингер, и физики из Копенгагена раскритиковали де Бройля в пух и прах. Он не смог постоять за себя и посмотрел на Эйнштейна, но тот промолчал, и робкий герцог не проронил ни слова до конца конгресса.

На третий день встретились две версии квантовой механики.

Исполненный уверенности Шрёдингер представил свои волны. Он объяснил, что его уравнение прекрасно объясняет поведение электрона, хотя ему пришлось признать, что, чтобы представить хотя бы два из них, понадобится как минимум шесть измерений. Шрёдингер смог убедить себя в том, что его волна может оказаться настоящей, она – не просто серия возможностей, но внушить то же самое остальным ему не удалось. В конце его выступления Гейзенберг сказал:

– Герр Шрёдингер верит в то, что может объяснить и понять результаты своей многомерной теории, используя лишь три измерения, нужно лишь, чтобы наши знания стали глубже. Я же не вижу, чтобы его расчеты оправдывали подобные надежды.

После обеда Гейзенберг и Бор представили свою версию квантовой механики, которая стала известна как «копенгагенская интерпретация».

Реальность, сказали они присутствующим, не существует отдельно от акта наблюдения. У квантовой частицы нет характерных свойств. Электрон не находится ни в каком конкретном месте до тех пор, пока его не измерят; он появляется лишь в момент измерения. До того у него нет никаких свойств; невозможно даже думать о нем, пока не начнешь наблюдать его. Он существует определенным образом, когда его обнаруживает определенный инструмент. Нет смысла размышлять о том, как он двигается, где находится и что он такое, в момент между измерениями. Он, как Луна в буддизме: измерение делает его реальным.

Разразилась громкая сенсация. Физика теперь должна заботиться не о реальности, а о том, что можно о ней рассказать. Атомы и их элементарные частицы – не то же самое, что предметы бытовой жизни. Они обитают в мире потенциальных возможностей. Переход от «возможного» к «реальному» происходит в момент наблюдения или измерения. Таким образом, никакая квантовая реальность не может существовать сама по себе. Если электрон измерять как электрон, таковым он и будет. Если его измерять как частицу, он примет ее форму.

Они пошли еще дальше.

Ни одно из этих ограничений не является теоретическим: нет ошибки в моделировании, нет ограничений в экспериментах или технической проблемы. Просто «реального мира», который могла бы изучать наука, нет.

– Говоря о современной науке, – объяснил Гейзенберг, – мы рассуждаем о своих отношениях с природой не как независимые и объективные наблюдатели, а как участники игры между миром и человеком. Наука больше не может сталкиваться с реальностью по-старому. Метод анализа, объяснения и классификации признал собственные ограничения. Они связаны с тем, что метод меняет предмет исследования. Свет, который наука проливает на мир, меняет не только наш взгляд на реальность, но и поведение фундаментальных единиц реальности.

Научный метод больше нельзя отделять от объекта.

Создатели копенгагенской интерпретации завершили выступление на абсолютистской ноте:

– Мы считаем, что квантовая механика – закрытая теория, а ее предполагаемые физики и математики не восприимчивы ни к каким изменениям.

Эйнштейн не выдержал.

По большей части иконоборец, он отказался принимать столь радикальную перемену. Чтобы физика перестала исследовать объективный мир – это не просто смена точки зрения, это предательство самой сути науки. По мнению Эйнштейна, физика должна говорить о причинах и следствиях, а не только о вероятностях. Он отказывался верить в то, что мироустройство подчиняется логике, настолько противоречащей здравому смыслу. Нельзя превозносить случай и отказываться от понятий естественных законов. Должно же быть что-то более глубокое. Что-то до сих пор неизвестное. Какая-то скрытая переменная, которая рассеет туман, пришедший из Копенгагена, и покажет, что за порядок лежит в основе переменчивого мира субатомных частиц. Корифей был в этом убежден и в следующие три дня предложил несколько гипотетических ситуаций, которые, казалось, нарушали принцип неопределенности Гейзенберга, лежавший в основе теории физиков из Копенгагена.