Текст книги "Квантовая теория и раскол в физике"

Автор книги: Карл Поппер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 3 страниц)

был одним из первых философов, осознавших значимость ЭПР, и всегда очень

интересовался этим мысленным экспериментом. Среди физиков он был попу-

лярен с самого начала, однако философы игнорировали его. Именно аргумент

ЭПР привел к новым результатам, касающимся основ квантовой теории, в ча-

стности к тому, что называется неравенством Белла и проблемой нелокальности

[17].

Следует различать два этапа в той концептуальной эволюции, которая

привела к современному положению дел. На первом этапе появилась сама ста-

тья ЭПР, написанная противдействия на расстоянии. Эта статья сделала впер-

вые ясным то, что копенгагенская интерпретация ведет к признанию действия

на расстоянии, причем даже на очень большом расстоянии.

Второй этап связан с именем Давида Бома [18]. Здесь возник ряд новых

моментов. Аргументация Бома основывается на поляризацииили спине. В ис-

ходной версии ЭПР спин не играл роли, но в версии Бома он приобрел решаю-

щее значение. Исходная версия ЭПР была чисто мысленным аргументом, сна-

17

чала казалось, что соответствующий реальный эксперимент невозможен. Бо-

мовская же версия оказалась экспериментально проверяемой.

VI

Исходная версия ЭПР аргумента была, в сущности, направлена против

интерпретации Гейзенбергом так называемых "соотношений неопределенно-

стей", сформулировавшим эти соотношения, т.е. против той интерпретации

формулы

∆ p∆ q≥ ћ/2π, (1) χ

χ

которая была предложена Гейзенбергом. Данная формула устанавливает, что

два интервала или диапазона – в данном случае интервал ∆ pxпроекции им-

пульса вдоль оси xи интервал ∆ qx пространственной координаты на оси x–

связаны таким образом, что их произведение не может быть меньше, чем по-

стоянная Планка, деленная на 2π. Это означает, разумеется, что чем меньшим

мы делаем ∆ px, тем большим становится ∆ qx, и vice versa.

Формула такого рода характерна для любой волновой теории. Она, на-

пример, возникает, если волновая теория света прилагается к ситуации, когда

луч света, распространяющийся вдоль оси xпадает на экран с узкой щелью.

Чем уже щель ∆ qx, тем больше будет после прохождения луча через щель

угол рассеяния импульса этого луча в направлении y. (Аналогичный результат

получается из шредингеровской волновой теории электронов.) 18

Формула (1) может быть получена, например, путем применения волно-

вого уравнения к описанной физической ситуации. Это говорит о том, что фор-

мула нуждается в интерпретации: она возникает из теории, когда теория при-

лагается к таким опытам, как опыт с лучом, падающим на экран с узкой щелью, а также к сходным опытам.

Согласно Гейзенбергу и копенгагенской интерпретации, дело здесь в

проблеме, которая возникает при всяком измерении, так что формула (1) спра-

ведлива для всех измеренийнекоммутирующих пар переменных и для всех эле-

ментарных частиц, скажем протонов, электронов.

На первых порах она не рассматривалась как часть формализма самого по

себе (таковой частью, например, считалось уравнение Шредингера). Она выво-

дилась Гейзенбергом путем приложения формализма к небольшому числу та-

ких физических ситуаций, которые могут быть представлены как измерения.

Гейзенберг пытался объяснитьограничения, которые его интерпретация

накладывает на все возможные измерения, указывая, что если мы измеряем

элементарную частицу, мы возмущаем ее или воздействуем на нее.

Эта ранняя интерпретация предполагала, что частица имеетотчетливо

фиксируемое положение иимпульс, но мы никогда не можем их точно изме-

рить из-за нашего взаимодействия с ней. Эта интерпретация изменилась после

того, как Шредингер предположил, что частица может быть представлена вол-

новым пакетом и может в действительности бытьтаким пакетом [19].

Аргумент Эйнштейна, Подольского и Розена может трактоваться как на-

правленный против (а) представления о том, что частица не может обладатьв

одно и тоже время точной координатой и точным импульсом, (б) представления

о том, что всякоеизмерение координаты должно возмущать импульс частицы и

vice versa. Рассмотренный очень кратко, он представляет собой следующее [20].

Представим себе составную систему, описываемую уравнением Шредин-

гера и состоящую, скажем, из двух частиц Aи B, которые предварительно со-

ударялись друг с другом. После соударения они разлетаются в разные стороны, и над одной из частиц, скажем A, проводится измерение. Мы можем выбирать, 19

какое свойство подлежит измерению, например, измерять координату или им-

пульс. Если измеряется координата A, то результат измерения вместе с ψ-

функцией составной системы позволяет найти координату B. Если измеряется

импульс A, то аналогичным образом можно определить импульс B. "Квантовая

механика, – пишет Эйнштейн, – дает нам тогда (т.е. после измерения над A) ψ-

функцию для подсистемы B, и мы получаем разные ψ-функции, которые разли-

чаются выбранным способом измерения системы A"[21]. Частицу Bможно

тем временем поместить, скажем, на Сириус. Иными словами, в противопо-

ложность тому, что заявляет копенгагенская интерпретация, мы имеем возмож-

ность измерять координату или импульс B, не возмущая эту систему (возмущая

только подсистему A).

В самом деле, Bслишком удалена, чтобы на нее можно было бы воздей-

ствовать. В ЭПР аргументе предполагается, что дальнодействие невозможно

(что следует из специальной теории относительности). Это предположение

позднее было названо "принципом локальности" и "принципом локального дей-

ствия". Исходя из факта, что мы можем определить координату и импульс час-

тицы B, не измеряя их непосредственно (проводя измерения только над A), Эйнштейн заключил, что частица Bобладает одновременно как координатой, так и импульсом, и что при каждом из двух решений – измерять либо коорди-

нату, либо импульс – квантовая механика даст нам о Bнеполную информацию.

Причем ограниченность возможной информации о Bне вытекает из нашего

возмущения B– ведь мы не воздействуем на B.Измеряя импульс A(и воздейст-

вуя на A), мы возмущаем ее координату, измеряя координату A(и воздействуя

на A), мы возмущаем ее импульс. Однако мы не можем воздействовать также

на B, которая может находиться на расстоянии нескольких световых лет от Aи, стало быть, никак не затрагиваться теми измерениями, которые производятся

над A(если, разумеется, не принимается дальнодействие, мгновенное действие, распространяющееся со скоростью, большей световой, ибо измерение над Aда-

ет нам информацию о Bв тот же момент времени, в который мы проводим это

измерение).

20

Согласно принципу локальности, удаленные друг от друга и невзаимо-

действующие объекты независимы. Таким образом, независимо от "акта на-

блюдения" Bдолжна обладать некой объективной реальностью и одновременно

иметь точную координату и точный импульс, хотя мы и не можем их узнавать

одновременно.

(В скобках я бы добавил, что статья ЭПР несмотря на всю свою важность, на мой взгляд, имеет несколько дефектов, затрудняющих обсуждение изложен-

ной выше проблемы. В ней слишком много внимания уделено вопросу о том, что мы должны называть реальным, а также вопросу, касающемуся полноты

квантовой механики, – вопросу, отвлекающему от главного, ибо обсуждая его, забывают стоящий за ним тезис окончания пути. Каждая физическая теория не-

полна в нескольких смыслах этого слова, и неполнота квантовой механики оче-

видна, так как эта теория не позволяет, например, проследить соотношение ме-

жду абсолютными значениями физических констант e, cи h.) В статье ЭПР наиболее важны следующие два вопроса: (1) правильна ли

гейзенберговская (и подобные ей) интерпретации, а именно – может ли неопре-

деленность быть объяснена ссылкой на вмешательство наблюдателя в дела на-

блюдаемого объекта, и (2) существует ли действие на расстоянии. Можно ли, делая что-то с A, наблюдая или измеряя, воздействовать на B, которая может

быть удалена на расстояние в несколько световых лет от A?

Как отмечалось выше, в настоящее время действие на расстоянии исклю-

чено эйнштейновской специальной теорией относительности, которая, кстати, имеет хорошее эспериментальное подкрепление. Специальная теория относи-

тельности предполагает принцип локальности. Если бы действие на расстоянии

(даже действие, не способное служить сигналом [22]) существовало, то специ-

альная теория относительности нуждалась бы в соответствующей коррекции.

(Фактически мы должны были бы вернуться к интерпретации формализма спе-

циальной теории относительности, выдвинутой Лоренцем, – мы обсудим это

ниже). Ни Эйнштейн, ни Бор (ни Гейзенберг) никогда не предполагали, что от

принципа локальности нужно отказаться. И я полагаю, что если бы Бор столк-

21

нулся с теоретическими результатами, предполагающими, что квантовая теория

ведет к нарушению локальности, он бы рассматривал их как весьма сильный

аргумент против квантовой теории и возможно даже как ее опровержение [23].

Это становится ясным при знакомстве с материалами малоизвестной дис-

куссии между Эйнштейном и Бором, опубликованными в 1948 г. в "Dialectica"

[24]. В своей статье Эйнштейн выдвигает весьма умеренный и простой аргу-

мент против копенгагенской интерпретации квантовой механики. Во-первых, он формулирует то, что теперь называют принципом локальности, т.е. принцип

исключения действия на расстоянии, называя его принципом действия на исче-

зающе малых расстояниях или Prinzip der Nahewirkung.Затем он отмечает, что

принципы квантовой механики, по крайней мере в ее копенгагенской интерпре-

тации, несовместимы с принципом локальности и что в случае истинности

квантовой механики, которая утверждается Бором, в природе должно сущест-

вовать действие на расстоянии.

"Мне кажется, – продолжает Эйнштейн, – не подлежит сомнению, что

физики, которые считают квантовомеханический способ описания принципи-

ально окончательным, будут на эти соображения реагировать следующим обра-

зом: они откажутся от требования … о независимом существовании имеющих-

ся в различных областях пространства физических реальностей, они могут с

полным правом ссылаться на то, что квантовая механика нигде в явном виде не

применяет это требование".

Эйнштейн таким образом непосредственно фиксирует, что принцип ло-

кальности не относится к явным тезисам квантовой механики. Он, однако, про-

сит нас иметь в виду, что когда он рассматривает все известные ему физические

явления и особенно те, которые успешно описываются квантовой механикой, он нигде не находит ни одного физического факта, который сделал бы для него

весьма вероятным то, что принцип локальности должен нарушаться. "Во вся-

ком случае, – заключает Эйнштейн, – нужно, по-моему мнению, остерегаться

того, что при отыскании единой основы для всей физики догматически опи-

раться (dogmatisch festlegen) на схему современной теории".

22

Если мы вникнем в ответ Бора на статью Эйнштейна (этот ответ был на-

писан после эйнштейновской статьи – Бор писал его, положив перед собой

эйнштейновскую статью, но ответ был опубликован Паули перед этой статьей) или в редакционное предисловие, написанное Паули, то нам станет ясно, что ни

один из них не полагал, что Эйнштейн правильно интерпретирует квантовую

механику, считая, что она ведет к действию на расстоянии. Паули отвергает как

"лишенное смысла" любое утверждение об одновременных значениях "наблю-

даемых", для которых в гильбертовом пространстве не существует возможных

векторов, по-видимому, полагая, что тем самым он дал убедительный ответ

Эйнштейну. Читая ответ Бора, приходишь к выводу, что он, возражая Эйн-

штейну, нигде не допускает, что квантовая механика ведет к признанию дейст-

вия на расстоянии.

VII

За последнее десятилетие все казалось бы изменилось. Многие современ-

ные физики сказали бы, что то, что мы могли бы назвать альтернативой Эйн-

штейна, – либо квантовая механика, либо локальность – действительно имеет

смысле (хотя они, по-видимому, не знают, что эта альтернатива была очерчена

Эйнштейном). Отсюда следует, что аргумент Бора против Эйнштейна был не-

верен и даже внутренне противоречив. Тем не менее эти физики думают, что

Эйнштейн был не прав, поддерживая принцип локальности, а боровская анти-

реалистическая философия была верна.

Этот новый подход коренится в той переформулировке ЭПР аргумента в

терминах спина, которая была дана Д. Бомом. Бомовская версия этого аргумен-

та, которая, на мой взгляд, очень сильно отличается от первоначальной ЭПР, берет в рассмотрение две частицы, чьи спины взаимодействуют. После этого

измеряют спин одной из них и тем самым определяют спин другой. Измеряя

различные компоненты спина, скажем A, мы определяем соответствующие

компоненты спина B[25].

Остановлюсь на некоторых различиях между исходным ЭПР аргументом

23

и его бомовской версией. Эти различия связаны с особенностями двух способов

приготовления квантово-механического состояния [26]. Это приготовление мо-

жет быть просто селективным, а может, кроме того, создавать новые предрас-

положенности (propensities) – как в случае отбора состояния частицы при по-

мощи поляризатора (например, призмы Николя или кристалла турмалина).

Первое приготовление связано либо с обычным ретросказательным измери-

тельным экспериментом, либо с тем видом приготовления, которое я называю

"физической селекцией" [27]. Бомовская (и, следовательно, также белловская) версия ЭПР эксперимента представляет собой, однако, селекцию во втором

смысле этого слова: этот эксперимент базируется на измерении поляризации, которое придает новые предрасположенности рассматриваемым частицам. Не

исключено поэтому, что этот эксперимент будет сильно отличаться от экспери-

мента с другом типом приготовления состояния. Не исключено, что ЭПР экспе-

римент в бомовско-белловской версии свидетельствует в отличие от первона-

чального варианта в пользу действия на расстоянии, следовательно, не в пользу

специальной теории относительности. Если это действительно так, то перед

нами возникает новое и очень интересное различие двух видов селекции или

приготовления состояния.

Заметим, что в связи со спином возникают другие проблемы. Во-первых, мы так мало знаем о спине, что не исключено, что Бом ошибался, предполагая, что его спиновая версия ЭПР эквивалентна предложенной Эйнштейном. Говоря

это, я имею в виду то, что у нас нет реалистической теории спина. Спин, при-

сутствующий в теории атома, отличается от того, что мы обычно реалистически

называем спином. Спин – это что-то очень странное и в некотором смыслесло-

ва неклассическое. Возможно в связи со спином действительно имеет место

действие на расстоянии (см. ниже). Но это не значит, что на неограниченно

большом расстоянии. Между прочим, фактор большого расстояния имел ре-

шающее значение для оригинальной версии ЭПР. В результате, если будет до-

казано дальнодействие для малых протяженностей, это еще не будет аргумен-

том против исходной версии ЭПР, а только против бомовской его версии. Не

24

исключено, что аргумент со спином в конечном итоге не окажет существенной

помощи копенгагенской интерпретации. Новые эсперименты типа ЭПР экспе-

риментов спасли бы копенгагенскую интерпретацию лишь в том случае, если

бы нелокальное действие распространялось на любые расстояния. (Кстати, да-

же сейчас редко осознают необходимость различать формализм квантовой тео-

рии от ее копенгагенской интерпретации.)

Пока речь шла о возможном. Однако ЭПР эксперимент, сформулирован-

ный в терминах спина, не просто мысленный эксперимент, он может быть ре-

ально выполнен. Теоретическая основа такого эксперимента была разработана

Дж. Беллом, и ряд экспериментов был выполнен. (Мои настоящие замечания

базируются на предположении, что белловская интерпретацияего теоремы

физически корректна; это, однако, открытый вопрос.) Указанные проверки предполагают проверку того, что теперь называется

неравенством Белла. Хотя окончательные выводы делать рано, большинство

экспериментов, по-видимому, свидетельствуют против того, что Белл назвал

"локальными реалистическими теориями", и в пользу квантовой механики и

возможно даже ее копенгагенской интерпретации.

Признаюсь, эти результаты удивили меня. Когда я в первый раз услышал, что Ф. Клаузер и А. Шимони намереваются проверить неравенство Белла, я

предположил, что в результате квантовая теория будет опровергнута. Однако

мое ожидание оказалось ошибочным, поскольку большинство проверок свиде-

тельствовало о другом.

VIII

Тем не менее я не отказываюсь от моей реалистической интерпретации

физики и пока не отказываюсь даже от локальности. Напротив, в отличие от А.

Шимони я считаю, что нет ни малейшего повода полагать, что новейшие экспе-

рименты, даже если бы их результат показывал, что от локальности следует от-

казаться, навредили реализму. Скорее (я это объясню в следующем разделе) этот результат, если он действительно справедлив, свидетельствует против

25

эйнштейновской и в пользу лоренцевской интерпретации формализма в специ-

альной теории относительности, а также в пользу ньютоновского абсолютного

пространства (Ньютон и Лоренц были, конечно же, реалистами).

Вышеупомянутые эксперименты, основанные на теореме Белла, – факти-

чески первые эксперименты, которые могут рассматриваться в качестве ре-

шающих с точки зрения выбора между теорией Лоренца и специальной теорией

относительности, хотя они проводились с иной целью и, насколько я знаю, ни-

кто не утверждал, что они могут использоваться для того, чтобы решить, кто же

прав – Эйнштейн или Лоренц.

Долгое время и совершенно независимо от ЭПР аргумента я говорил, что

хотя представление об отсутствии действия на расстоянии во всех отношениях

более удовлетворительно, чем идея действия на расстоянии (особенно с точки

зрения реалиста), не следует полагать, что действие на расстоянии априорине-

возможно или что оно исключено реализмом.

Этот подход слегка отличается от подхода Эйнштейна, который говорил, что "существует одно допущение, которое мы, на мой взгляд, должны поддер-

живать при всех обстоятельствах: реальное положение вещей (состояние) сис-

темы S2не зависит от того, что проделывают с пространственно отдаленной от

нее системой S1" [28]. Не думаю, что следовало бы легко отказываться от этого

допущения, но вряд ли нужно стремиться сохранять его "при всех обстоятель-

ствах". Нам надо быть готовыми к тому, чтобы где-то принять действие на рас-

стоянии.

Но прежде чем отбросить такой интуитивно приемлемый принцип, как

принцип локального действия, вся ситуация в целом должна быть проанализи-

рована более глубоко и тщательно, чем это делалось до сих пор. Разумеется, действие на расстоянии несовместимо со специальной теорией относительно-

сти, точнее с эйнштейновской (в отличие от лоренцевской) интерпретацией

этого формализма (я уже отмечал это). Действие на расстоянии, если бы оно

было принято, потребовало бы значительной модификации специальной теории

относительности, потребовало бы отбросить ее эйнштейновскую интерпрета-

26

цию. Не следует, однако, забывать, что с точки зрения общей теории относи-

тельности специальная теория относительности – лишь первое приближение.

В любом случае главное, что мне хочется сказать и что, как я полагаю, хотел сказать сам Эйнштейн, состоит в следующем. Обычно все происходит в

мире по принципу локального действия и вопреки тому, что, как считается, да-

ют эти эксперименты. Если принимается действие на расстоянии, то в мире на-

ряду с нормальным допускается ненормальный ход событий. Это было бы

сильным ударом по здравому смыслу. Но все представления здравого смысла, включая и это представление, всегда должны быть открыты для критики.

Однако не только здравый смысл конфликтует с этими экспериментами и

с отрицанием локальности. С ними конфликтуют все наши астрономические

знания и результаты технических приложений физики, ибо все они предпола-

гают реальность времени и исключают действие на расстоянии. И что даже бо-

лее важно – выводимые из этих экспериментов, а также из ситуации в атомной

физике в целом идеалистические утверждения, в особенности теория, согласно

которой течение времени – это субъективная иллюзия, находятся, как мне

представляется, в глубоком конфликте с биологией и теорией эволюции.

Поэтому, до того как отвергнуть локальность, нам кроме указанных не-

давних экспериментов, которые, кстати, вызывают много вопросов, предстоит

еще многое сделать. И подчеркнем снова, что их результаты вопреки многочис-

ленным утверждениям не входят в противоречие с реализмом. За истекшие ше-

стьдесят лет не без влияния махизма философы и физики слишком часто спе-

шили поверить идеализму. Одна из задач настоящего тома Постскриптума –

постараться проанализировать многие из прошлых аргументов в пользу идеа-

лизма, которые многие физики считают просто само собой разумеющимися, и

показать их ошибочность.

IX

Мне хотелось бы предложить простой эксперимент, который можно рас-

сматривать как обобщение аргумента Эйнштейна, Подольского и Розена [29].

ЭПР "мысленный эксперимент", в том виде как он был первоначально сформу-

27

лирован, – всего лишь аргумент, а не реальный эксперимент. Я хочу предло-

жить решающий эксперимент, позволяющий проверить, достаточно ли только

познавания, чтобы возникла "неопределенность", а вместе с нею (как предпола-

гает копенгагенская интерпретация) рассеяние значений сопряженных величин, или же за это рассеяние ответственна именно физическая ситуация.

У нас есть источник, скажем, позитроний, который испускает в противо-

положенных направлениях пары провзаимодействовавших частиц. Рассмотрим

пары частиц, движущихся вдоль положительной и отрицательной осей к двум

экранам со щелями Aи B, ширину каждой из которых можно регулировать

(рис. 2). Позади щелей по обе стороны расположены наборы счетчиков Гейгера, образующие полуокружности.

Допустим, что интенсивность излучения испускаемых частиц очень низ-

ка, так что очень высока вероятность того, что две частицы, которые действи-

тельно прореагировали до испускания, будут зарегистрированы слева и справа

одновременно.

Те из частиц, которые прошли сквозь щели Aи Bбудут регистрироваться

счетчиками Гейгера. Причем наши счетчики – счетчики совпадений: они связа-

ны таким образом, что регистрируют лишь те частицы, которые одновременно

проходят через Aи B. Тем самым почти достоверно, что подсчитываются толь-

ко пары провзаимодействовавших друг с другом частиц.

28

Теперь, делая щели Aи Bшире или уже, проверим гейзенберговский раз-

брос для обоих пучков частиц (движущихся направо и налево). Если щели су-

жаются, то начинают работать счетчики, расположенные выше и ниже по от-

ношению к щелям. То, что эти счетчики "вступили в игру", означает расшире-

ние угла рассеяния при сужении щелей в соответствии с гейзенберговскими со-

отношениями.

Сделаем щель Aочень узкой, а щель Bочень широкой. Согласно ЭПР ар-

гументу, мы измерили qyдля обеих частиц (одна проходит через A, а вторая че-

рез B) с одинаковой точностью ∆qyщели A, поскольку мы теперь можем при-

близительно с той же самой точностью рассчитать координату yчастицы, кото-

рая проходит через B, хотя эта щель гораздо шире. Мы достигли таким образом

достаточно точного "знания" координаты qyэтой частицы – косвенно измерили

координату этой частицы по оси y. И поскольку, согласно копенгагенской ин-

терпретации эта координата – наше знание, описываемое теорией и особенно

соотношениями Гейзенберга, мы ожидаем, что импульс pyпучка, приходящего

через B, имеет такой же разброс значений, что и у пучка, проходящего через

щель A, хотя она намного уже, чем щель B.

Однако рассеяние может быть, в принципе, проверено посредством уста-

новленных счетчиков. Если копенгагенская интерпретация верна, то такие

счетчики, находящиеся за B и показывающие широкое рассеяние (и узкую

щель), должны теперь подсчитывать совпадения: речь идет о счетчиках, кото-

рые до того, как щель Aбыла сужена, не считали каких-либо частиц.

Подведем итог: если копенгагенская интерпретация верна, то любое воз-

растание точности просто нашего знаниякоординаты qyчастиц, движущихся

направо, должно увеличить их рассеяние, причем это предсказание должно

быть проверяемым.

Я склонен предположить, что проверка покажет против копенгагенской

интерпретации. Хотя отсюда будет следовать, что тезис Гейзенберга о том, что

его формула применима ко всем видам косвенных измерений (тезис, который

приверженцы копенгагенской интерпретации – такие как фон Нейман – твердо

29

считают частью квантовой механики), подорван, сама квантовая механика (на-

пример, формализм Шредингера) останется в неприкосновенности.

Какой же будет координата, если наш эксперимент (вопреки моему ожи-

данию) подтвердит копенгагенскую интерпретацию, т.е. если частицы, чьи ко-

ординаты по оси yкосвенно измерены в B, обнаружат возросшее рассеяние?

Это могло быинтерпретироваться как указание на действие на расстоя-

нии, и если так, то нам придется отказаться от эйнштейновской интерпретации

специальной теории относительности, т.е. вернуться к интерпретации Лоренца, а вместе с нею к ньютоновскому абсолютному пространству и времени. Мы не

должны в таком случае отказываться от какой-либо формулы специальной тео-

рии относительности, ибо специальная относительность – интерпретация фор-

мализма, и тот же самый формализм может интерпретироваться либо как спе-

циальная теория относительности, либо как лоренцевское представление, со-

гласно которому существуют абсолютные пространство и время, которые, од-

нако, по причинам, зафиксированным в формализме, не могут быть обнаруже-

ны. Что же касается эйнштейновской интерпретации специальной теории отно-

сительности, то она утверждает, что одновременность не имеет абсолютного

смысла, что если нет какого-либо способа обнаружить абсолютное пространст-

во и время – когда это обнаружение действительно исключено формализмом, то

не следует и допускать их существование.

В свое время, конечно, лоренцевская приверженность покоящемуся эфи-

ру и ньютоновскому абсолютному пространству и времени выглядела несколь-

ко скандальной, а релятивистская интерпретация того же формализма была

простой, элегантной и убедительной. С моей точки зрения, решающим аргу-

ментом в пользу эйнштейновской теории было то, что она показала возмож-

ность замены ньютоновской теории (которая была более успешна, чем какая-

либо другая теория из когда-либо предлагавшихся теорий) альтернативной тео-

рией с более широкой областью приложения, и так относящейся к ньютонов-

ской теории, а также что каждый успех последней будет успехом и альтерна-

тивной теории, которая при этом корректирует и некоторые результаты ньюто-

30

новской теории. Указанное логическое отношение между этими двумя теория-

ми, на мой взгляд, более существенно, нежели то, какая из них является луч-

шим приближением к истине.

Бор был, конечно же, страстным почитателем специальной теории отно-

сительности. Он, как и почти всякий в то время, хотел бы избежать ее опровер-

жения. Если было бы показано, что такое опровержение необходимо, чтобы

защитить квантовую механику, то это даже для Бора, по-видимому, означало

бы, что квантовая механика опровергнута. Так что специальная теория относи-

тельности определила в какой-то степени тот стандарт, которому квантовая ме-

ханика должна была соответствовать.

Однако только теперь новые эксперименты, проистекающие из работ

Белла, создали ситуацию, в которой возможно предложение заменить эйнштей-

новскую интерпретацию на лоренцевскую. Если существует действие на рас-

стоянии, то имеется что-то похожее на абсолютное пространство. Вспомним, что до сих пор при выборе между лоренцевской теорией и специальной теорией

относительности ничего похожего на решающий эксперимент не проводилось.

Если теперь из квантовой механики вытекают теоретические аргументы в поль-

зу введения абсолютной одновременности, то они заставляют вернуться к ло-

ренцевской интерпретации.

X

Настоящий том Посткриптума посвящен главным образом физическим

проблемам. Эти проблемы тем не менее одновременно подводят нас к тому, что

я назвал "Метафизическим эпилогом", в котором очерчен представляющийся

мне новым и обещающим путь рассмотрения физического космоса и особенно

проблемы материи, путь, на котором, как я надеюсь, станет возможным разре-

шить трудности квантовой теории. Появление этого тома поэтому вызвано к

жизни не столько проблемами микрофизической теории, которая важна сама по

себе, сколько проблемами физической космологии [30].

Космологические размышления играют и всегда играли чрезвычайно

31

важную роль в развитии науки. Критически исследуя эти умозрительные тео-

рии, мы можем в значительной мере развить их, возможно до такой степени, что они будут допускать эмпирическую проверку. (Так поступили авторы тео-

рии стационарной расширяющейся вселенной, причем проверки привели к от-

вержению этой теории.) Многие космологические спекулятивные теории – в

особенности в их начальных формулировках – не могут быть эмпирически про-

верены и фальсифицированы, поэтому я предпочитаю называть их скорее ме-

тафизическими, чем научными.

В этом томе я ввел термин "метафизические исследовательские програм-

мы", чтобы обозначить двойственный характер этих космологических теорий: их программный характер, формирующий и определяющий процесс научного

исследования, их непроверяемость (по крайней мере на первых порах) и, стало

быть, метафизичность.

В "Метафизическом эпилоге" настоящего тома я сказал немного об ис-

следовательских программах вообще. Кроме того, я предложил реальную ис-

следовательскую программу, применяемую к действительным проблемам фи-

зики и биологии и обеспечивающую их интерпретацию. По ходу введения моей

метафизической исследовательской программы мне пришлось вникнуть в исто-

рию науки и реконструировать "ситуационную логику (logic of situation)", а

именно отчетливо сформулировать последовательность проблемных ситуаций в

физике (а затем и биологии) в терминах, в которых должны рассматриваться

моя собственная метафизическая исследовательская программа, а также ее мно-

гие предшественницы и соперницы, для того чтобы быть понятыми, подвергну-

тыми критике и оцененными.

Где только не встретишь такие исследовательские программы! Они опре-

деляют или возникают из того, что в какой-то момент рассматриваются как

удовлетворительное объяснение научной проблемы. По-видимому, Томас Кун

имел в виду что-то близкое, когда употреблял термин "парадигмы" [31]. Моя

точка зрения, правда, радикально отличается от его точки зрения: я смотрю на

эти программы через призму ситуаций, которые могут быть рационально ре-