Читать книгу "Квант - Манжит Кумар"

Слушатели затаили дыхание сразу после того, как Бор наметил план выступления: отправной точкой должно было стать новое понятие дополнительности; затем следовало изложение принципа неопределенности Гейзенберга и роли измерений в квантовой теории. Бор соединил вместе все эти элементы, включив сюда и вероятностную интерпретацию Борна волновой функции Шредингера. Все вместе они стали основой нового физического понимания квантовой механики. Позднее физики стали называть этот сплав идей “копенгагенской интерпретацией”.

Доклад Бора стал кульминацией, главным событием конгресса, на котором, как позднее сказал Гейзенберг, шло “напряженное исследование всех вопросов, касающихся интерпретации квантовой теории в Копенгагене”85. Сначала даже Гейзенберга беспокоили ответы, которые предлагал датчанин. “Я помню споры с Бором, продолжавшиеся много часов подряд, далеко за полночь; они вызывали у меня чувство безысходности, — записал Гейзенберг позднее. — Обычно после таких дискуссий я в одиночестве бродил в соседнем парке, снова и снова спрашивая себя: может ли природа на самом деле быть настолько абсурдна, какой она пытается показать себя нам в этих атомных экспериментах?”86. Бор недвусмысленно отвечал на этот вопрос “да”. Поскольку центральная роль отводится измерениям и наблюдениям, обречены на неудачу все попытки обнаружить регулярные закономерности и причинные связи.

Именно Гейзенберг в статье о принципе неопределенности первым открыто выступил против постулата, являющегося одним из главных столпов, на которых держалась наука: “В строгой формулировке принципа причинности (если мы точно знаем настоящее, мы можем предсказать будущее) уже кроется недостаток: это не утверждение, которое можно вывести, а только предположение. Мы не можем знать настоящее во всех деталях”87. Если не известны одновременно точное начальное положение, например, электрона и его точная начальная скорость, можно только вычислить, какими из всего имеющегося “изобилия возможностей” будут в будущем его наиболее вероятные координата и скорость88. Поэтому точный результат любого отдельного наблюдения или измерения предсказать невозможно. Точно можно предсказать только, с какой вероятностью получится тот или иной результат из веера возможностей.

Вселенная, построенная на заложенном Ньютоном фундаменте, — это детерминистский, работающий как часы мир. Даже после релятивистской перестройки этого фундамента Эйнштейном, если в заданный момент времени известны точная координата и импульс любого объекта (частицы или планеты), можно в принципе точно определить его положение и скорость в любой следующий момент времени. В квантовой Вселенной нет места детерминизму классического мира, где все явления можно описать как причинно обоснованную цепь событий, происходящих в пространстве и во времени. “Поскольку все эксперименты подчиняются законам квантовой механики и, следовательно, выполняется уравнение ΔpΔq ≈ h, — дерзко утверждал Гейзенберг в последнем абзаце статьи о принципе неопределенности, — то отсюда следует, что квантовая механика окончательно устанавливает несостоятельность принципа причинности”89. Любая надежда восстановить ее “бесполезна и не имеет смысла”, как и давняя мечта найти скрытый “реальный” мир за тем, что Гейзенберг называл “чувственным статистическим миром”90. Эту точку зрения разделяли Бор, Паули и Борн.

В Комо было заметно отсутствие двоих физиков. Шредингер, который всего за неделю до того переехал в Берлин на место Планка, обустраивался на новом месте. Эйнштейн отказался приезжать в фашистскую Италию. Бору предстояло еще целый месяц ждать встречи с ними в Брюсселе.

ЧАСТЬ III.

Битва за реальность

Квантового мира нет. Есть только его абстрактное математическое описание.

Нильс Бор

Я все еще верю, что модель реальности возможна — иными словами, что можно построить теорию, которая описывает сами события, а не просто вероятность их осуществления.

Альберт Эйнштейн

Глава 11.

Сольвеевский конгресс 1927 года

“Вот теперь я могу написать Эйнштейну”, — решил Хендрик Лоренц 2 апреля 1926 года1. В тот день старейшина физического сообщества удостоился личной аудиенции у короля Бельгии. Лоренц рассчитывал получить — и получил — согласие короля на избрание Эйнштейна членом ученого совета Международного института физики, основанного промышленником Эрнестом Гастоном Сольве. Лоренц (о нем Эйнштейн однажды сказал, что тот являет собой “чудо интеллигентности и такта”) получил согласие короля и на приглашение немецких физиков на V Сольвеевский конгресс, который намечалось провести в октябре 1927 года2.

“Его Величество высказал мнение, что спустя семь лет после войны неприязнь к ним [немцам] понемногу смягчается, что взаимопонимание между людьми совершенно необходимо для будущего и что наука может в этом помочь”, — сообщал Лоренц3. Хотя еще было свежо воспоминание о грубом нарушении Германией бельгийского нейтралитета в 1914 году, король счел “необходимым подчеркнуть, что принимая во внимание, сколько немцы сделали для физики, будет трудно не пригласить их”4. С конца войны никто с этим не считался и немцев никуда не приглашали. Все это время они оставались в изоляции от международного научного сообщества.

“Из всех немцев приглашен только Эйнштейн, поэтому конференцию будем считать интернациональной”, — сказал своим коллегам Резерфорд перед открытием III Сольвеевского конгресса в апреле 1921 года5. Поскольку остальных немецких ученых исключили из списка участников, Эйнштейн решил не приезжать. Вместо этого он отправился с лекциями в Америку, где намеревался собрать деньги на строительство Еврейского университета в Иерусалиме. Двумя годами позже он заявил, что отклонит приглашение и на IV Сольвеевский конгресс, поскольку запрет на участие немецких физиков сохранялся. “С моей точки зрения, неправильно смешивать политику и науку, — написал он Лоренцу, — как и неправильно считать человека ответственным за действия правительства той страны, в которой ему доводится жить”6.

В 1921 году Бор не смог приехать на конгресс из-за болезни, а в 1924 он отклонил приглашение, боясь, что его поездка может быть воспринята как молчаливое согласие с политикой недопущения немцев. В 1925 году, когда Лоренц стал председателем комиссии Лиги Наций по интеллектуальному сотрудничеству, он понял: в ближайшем будущем шансов на снятие запрета на участие немецких ученых в международных конференциях мало7. Однако в октябре того же года двери темницы неожиданно приоткрылись, хотя и не открылись совсем.

На швейцарском курорте Локарно на берегу озера Лаго-Маджоре были ратифицированы договоры, которые, как многие надеялись, должны были дать Европе мир. Локарно — самый солнечный город Швейцарии — был самым подходящим для этого местом8. Чтобы собрать вместе представителей Германии, Франции и Бельгии, потребовались месяцы интенсивной дипломатической работы. Подписание договоров о послевоенных границах открыло Германии дорогу в Лигу Наций, членом которой она стала в сентябре 1926 года. Окончилась и изоляция немецких ученых. Король Бельгии отказался от нее еще прежде того, как был сделан последний ход на дипломатической шахматной доске. Тогда же Лоренц написал Эйнштейну, пригласив его принять участие в V Сольвеевском конгрессе и стать членом оргкомитета. Эйнштейн согласился. В оставшиеся месяцы был намечен список участников, согласована повестка дня и разосланы столь желанные приглашения.