Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью

Копенгагенская интерпретация, напротив, не считает квантовую физику способом описания всего мира, и в особенности экспериментального оборудования, участвующего в измерениях, такого как фотопластинки или двойные щели. Согласно Бору, одной из фундаментальных особенностей квантовой физики является «необходимость описывать функции измерительных инструментов в чисто классических терминах, в принципе исключая любые связи с квантами»[249]. Квантовая механика считалась физикой малых, а не больших масштабов, «и вместе им не сойтись»: когда студент Бора Георгий Гамов, только лишь для того, чтобы в доступной форме объяснить не-физикам квантовые законы, описал фантастический мир, в котором квантовые эффекты проявляются в больших масштабах, Бора это «скорее рассердило, чем позабавило»[250]. Копенгагенская школа отказывалась всерьез принимать квантовую физику в качестве теории, относящейся к миру в целом, – это была теория, описывающая формы нашего взаимодействия с миром исчезающе малых масштабов, прагматическое изобретение, средство предсказания исходов экспериментов – и ничего более. И в соответствии с позицией Бора так и должно быть: он заявлял, что дело физики «не вскрывать истинную суть» окружающего нас мира, но просто отыскивать «методы упорядочения и классификации человеческого опыта»[251].

* * *

Прав ли Бор? Действительно ли неверно говорить, что физики должны пытаться разобраться, как на самом деле устроен наш мир? Или достаточно просто выдвигать теории, точно предсказывающие результаты экспериментов? И если теория Бома предсказывает то же самое, что и «обычная» квантовая физика (чем бы она ни была), что означает это совпадение? Как могут существенно отличаться две конкурирующие теории, дающие одни и те же предсказания?

Эти вопросы указывают на наличие серьезных проблем в философии науки (с некоторыми из них мы встретимся снова в главе 8). Короткий ответ на них таков: нет, Бор неправ, по крайней мере в столь буквальном смысле. Картина мира, которая сопровождает физическую теорию, – важный компонент этой теории. Две теории, которые дают идентичные предсказания, могут давать разительно отличающиеся картины мира – например, одна может помещать в центр Вселенной Землю, а другая Солнце, – а эти картины в свою очередь, многое определяют в повседневной научной практике. Если, по-вашему, в центре Солнечной системы находится Солнце, а не Земля, то вы, несмотря на то что обе эти астрономические теории дают одинаковые предсказания о движении светил по земному небу, скорее всего, заключите, что ни в Земле, ни в самой Солнечной системе нет ничего особенного и что у других звезд тоже вполне могут быть планеты. Картина мира, сопутствующая научной теории, определяет эксперименты, которые ученые считают необходимым выполнить, позволяет оценить получаемую информацию и направляет поиски новых теорий.

В статьях 1952 года, в которых Бом дал общее описание своей новой квантовой интерпретации, он защищал именно эту точку зрения. «Цель теории не только установить взаимосвязь между результатами наблюдений, которые мы уже научились выполнять, – писал он в заключении ко второй статье, – но делать предположения о необходимости новых видов наблюдений и предсказывать их результаты»[252]. Часть своих претензий к Копенгагенской интерпретации Бом относил на счет логического позитивизма, течения в философии науки, вдохновленного Махом (мы уже говорили об этом течении в главе 3). По мнению Бома, копенгагенская интерпретация была «в значительной степени движима» идеей о том, что объекты, которые невозможно увидеть, не являются реальными. Бом приписывал эту идею позитивизму. Однако, отмечал он, «история научных исследований полна примеров того, как оказывалось очень плодотворным допускать реальность определенных объектов или элементов задолго до того, как станут известны процедуры, которые позволили бы наблюдать эти объекты непосредственно»[253]. Бом затем приводил в пример атомы, существование которых Мах отказывался признать до самого конца, невзирая на неопровержимые доказательства – ведь их нельзя было видеть. Бом вновь затронул этот вопрос вскоре после своего прибытия в Бразилию в письме к своему другу и однокашнику, физику Артуру Уайтмену: