Мир физики и физика мира. Простые законы мироздания

Трудности понимания квантовой механики во многом завязаны на так называемой «проблеме измерения». Почему же, когда мы осуществляем измерения, этот эфемерный квантовый мир вдруг оказывается в фокусе? Где пролегает граница между квантовым и классическим миром – между тем, что само по себе не обладает четкими характеристиками, и тем, что мы можем увидеть и измерить? Многие отцы-основатели, включая Нильса Бора, Вернера Гейзенберга и Вольфганга Паули, считали, что задумываться на эту тему нет смысла, и придерживались принципов Копенгагенской школы, о которой я писал выше. Они удовлетворились тем, что разделили мир на квантовый и классический, не оговаривая, как при проведении измерений один мир способен перетекать в другой. Они считали, что квантовая механика и так работает, и этого достаточно. Но такой позитивистский подход может помешать прогрессу науки. Хотя он помогает нам лучше понять некоторые явления и даже разрабатывать новые технологии, он не дает настоящего понимания[21].

История науки изобилует подходами такого рода. Один из наглядных примеров – древняя космология. В течение двух тысячелетий, со времен античности до зарождения современной науки, почти повсеместно была распространена геоцентрическая модель Вселенной, согласно которой Земля является центром космоса, а Солнце со всеми другими планетами и звездами вращается вокруг нее. Защитник позитивистского подхода в те времена сказал бы, что, поскольку эта модель позволяет хорошо предсказывать движение небесных тел, не нужно искать альтернативных объяснений, как и почему они движутся по небу так, как мы это наблюдаем. Действительно, было время, когда геоцентрическая модель казалась более точной для объяснения астрономических явлений, чем правильная и гораздо более простая гелиоцентрическая модель Коперника. Но интерпретация теории определенным образом, связанная только с тем, что в этом виде «она работает», – это интеллектуальная леность, что, безусловно, не соответствует сути физики. То же должно относиться и к квантовой механике. Известный квантовый физик Джон Белл как-то сказал, что цель физики – понять мир и «видеть цель квантовой механики в том, чтобы служить подпоркой для лабораторных экспериментов – значит, предать саму суть этой науки».

К сожалению, даже сегодня слишком много физиков этого не понимают; это еще один аргумент в пользу того, что философия – не просто переливание из пустого в порожнее, она способствует продвижению науки. Если бы вам пришлось проводить опрос физиков, занимающихся квантовой механикой (по крайней мере тех, кто к ней неравнодушен), вы бы обнаружили, что в большинстве своем они все еще придерживаются принципов Копенгагенской школы. Однако все чаще ученые отмечают в таком подходе отрицание значимости физики и готовы поддерживать иные взгляды, например такие экзотические идеи, как теория множества вселенных, скрытых переменных, динамического коллапса, последовательных историй, квантового байесианства или реляционной квантовой механики – и это еще не полный список. Никто не знает, какой из этих способов описания действительности верен в квантовом масштабе. Все они работают, все до сих пор давали одни и те же прогнозы относительно результатов экспериментов и наблюдений[22],и все они имеют одну и ту же математическую основу. Иногда сторонники этих теорий относятся к ним как к идеологическим догмам, почти как к религии, и в этом случае наука замирает на мертвой точке.

И все же в попытках понять квантовый мир намечается хоть и медленный, но прогресс. Экспериментальные методики становятся все изощреннее, а некоторые теории отбрасываются вообще. Есть надежда, что однажды мы познаем, как Природа колдует над своим квантовым волшебством. Если вам это кажется разумным, то многие физики с вами не согласятся. Позитивисты утверждают, что наука есть не более чем инструмент для прогнозирования исхода экспериментов, а тем, кто хочет знать, что именно квантовая механика сообщает нам о действительности, и разглядеть смысл в соответствующем математическом аппарате, лучше заниматься не физикой, а философией. По правде говоря, не все сторонники позитивистского копенгагенского подхода пренебрегают попытками взглянуть на проблему поглубже. В начале 2000-х годов появилась новая антиреалистическая интерпретация под названием «квантовое байесианство» (или «кубизм»), сторонники которого считают реальность совершенно субъективным, иногда даже личным опытом. Критики приравнивают эту интерпретацию к солипсизму.