Реализм с человеческим лицом

Первая и вторая части этой статьи были прочитаны в качестве Кантовских лекций в Стэнфордском университете осенью 1987 г.

Надеюсь, это сочинение покажет, сколь велико мое преклонение перед Кантом, возможно, оно доходит до “идолопоклонства”. С моей точки зрения, почти все проблемы философии только в работах Канта получили ту форму, которая сделала их действительно интересными. Однако теперь я хочу совершить нечто такое, что подлинный поклонник Канта мог бы счесть богохульством: я хочу начать эту статью с размышления по поводу одного замечания Ницше. Надеюсь, что это замечание нисколько не задевает память Канта.

В “Рождении трагедии” Ницше пишет, что “чем большую область охватывает наука, тем больше парадоксов она встречает”. Часть первая этой статьи будет размышлением над этим удивительным афоризмом. Меня интересует в данном случае не сам Ницше (хотя он, конечно, чрезвычайно интересен) и не его текст, а только его замечание, которое, как мне представляется, относится к мышлению и опыту скорее нашего времени, чем времени Ницше. Замечание говорит об “области науки”, поэтому я хочу посмотреть на науку и на то, каким образом мир может стать более парадоксальным по мере того, как увеличивается сфера научного познания. Замечание Ницше можно было бы проиллюстрировать на материале почти любой научной области, но я хочу рассмотреть здесь только два примера.

Мой первый пример взят из области, которая мало знакома даже наиболее образованным людям, – из области квантовой механики. Я не хочу обсуждать здесь технические подробности, поэтому не буду пытаться полностью описать эту теорию. Я попробую изложить дискуссию, которая началась почти одновременно с появлением самой квантовой механики, – дискуссию о том, “как интерпретировать” квантовую механику.

Дискуссии подобного рода встречались в истории науки, однако причины данного спора были в высшей степени необычными. Я попробую схематично обрисовать эти причины. Теория, в том виде, в каком ее сформулировал Бор, а также (несколько иначе) фон Нейман, применяется к динамическим системам, например системам элементарных частиц или системам полей и частиц. Как и в классической физике, системы могут быть достаточно малы – одна, две или три частицы – или, “в принципе”, могут быть достаточно большими. Однако – и в этом заключается любопытная особенность, ненаблюдающаяся в классической физике, – любое применение теории требует, чтобы в дополнение к данной “системе” присутствовал “аппарат”, или “наблюдатель”, невключенный в данную систему. Таким образом, в принципе, не существует “квантовой механической теории всего мира”. [2]

Мудрые основатели квантовой механики – люди типа Юджина Вигнера – говорили о “разрыве между системой и наблюдателем”. Аппарат, возможно, осуществляющий измерения, проверяющие предсказания теории, находится в этом разрыве на стороне “обозревателя”. Согласно собственной теории Бора относительно так называемой Копенгагенской интерпретации (которая в действительности является совокупностью интерпретаций благодаря Бору, фон Нейману, Гейзенбергу, Вигнеру и другим; все они разнятся в большей или меньшей степени), каждое свойство системы рассматривается как имеющее значение и существование только в связи с конкретным аппаратом измерения в конкретной экспериментальной ситуации. Кроме того, предполагается, что аппарат измерения поддается удовлетворительному описанию (постольку, поскольку он функционирует в эксперименте) с использованием языка и математических формул только классической физики (включая специальную теорию относительности). Таким образом, с точки зрения Бора, квантовая механика не делает классическую физику просто устаревшей; скорее, она предполагает классическую физику в той мере, в какой, например, было бы абсурдно утверждать, что ньютоновская физика предполагает средневековую физику Использование квантовой механики для описания “систем” предполагает использование теории, которую большинство людей считало бы несовместимой с квантовой механикой, – классической физики – для описания ее аппарата! Это достаточно парадоксальный факт, но зависимость квантовой физики от классической физики (в боровской версии Копенгагенской интерпретации) не является парадоксальной в том смысле, к которому я хочу привлечь внимание.

Я хочу напомнить замечание, сделанное выше, о том, что, в принципе, не существует “квантовой механики всего мира”. Отчасти это обращение к ньютоновскому видению – я говорю о ньютоновском видении потому, что ньютоновская физика обладает особой способностью визуализации, в большой степени повлиявшей на теологию, философию, психологию, всю культуру, – которое представляет нам (то, что было в XVII веке) “Божественное Видение” Вселенной. Универсум – это гигантская машина, и если Вы материалист, то мы сами являемся лишь подсистемами этой гигантской машины. Если же Вы картезианский дуалист, то наши тела являются лишь подсистемами этой гигантской машины. Наши измерения, наши наблюдения в той мере, в какой они могут быть описаны физически, представляют собой просто взаимодействия внутри целого устройства. Мечта о картине универсума, которая будет настолько полной, что действительно будет включать теоретика-наблюдателя, создающего картину универсума, является мечтой как физики, так и метафизики (или физики, которая раз и навсегда делает метафизику ненужной). Даже дуалисты типа Декарта мечтают об этом; они просто чувствуют, что мы должны иметь дополнительное фундаментальное знание, фундаментальную науку Психологию, чтобы описать “душу, сознание или интеллект” и сделать нашу мечту реальной. Эта мечта постоянно присутствует в западной культуре с XVII века. Можно представить ее как мечту науки, не оставляющей ничего за своими пределами и поэтому затрагивающей любые парадоксы. Каждый, кто хоть однажды работал, экспериментально или математически, с действительной научной теорией, должен был воспринять эту мечту.

Однако Копенгагенская интерпретация Бора представляет собой именно эту мечту! Как и Кант, Бор чувствует, что мир “сам по себе” находится за пределами возможностей человеческого ума в его отображении; новый поворот, который Кант никогда не принял бы, заключается в том, что, согласно Бору, даже “эмпирический мир”, мир нашего опыта не может быть полностью описан с помощью только одной картины. Вместо этого мы должны использовать “дополнительно” различные классические картины, проверять их в различных экспериментальных ситуациях, проверять частичные картины на фоне других и вырабатывать идею единого представления, описывающего все ситуации.

Идеи Бора являются в высшей степени противоречивыми и остаются таковыми по сей день. Одна из упомянутых мною идей о том, что квантовая механика по сути своей предполагает использование классической физики (для описания аппарата измерения), как мне представляется, утратила свое значение. Классическая работа фон Неймана показала, как можно проанализировать измерения в понятиях чисто квантовой механики. [3] Однако “разрыв между наблюдателем и системой” оказался более глубоким, и именно этот разрыв, а также идея отнесенности физических понятий к экспериментальной ситуации лежат в основе интерпретации Бора. Немногие физики сегодня восприняли бы “дополнительность” в боровском смысле, т. е. как относящуюся в первую очередь к дополнительному использованию классических понятий. В дальнейшем мы не будем больше говорить об этом аспекте мысли Бора.

Для того чтобы увидеть, как далеко хотят пойти оппоненты Копенгагенской интерпретации, я напомню о проблеме, появившейся сразу же в связи с воззрениями сторонников Копенгагена, а также об антикопенгагенском ответе на эту же проблему, который, однако, появился много лет спустя.

Предположим, что у меня есть система, описанная настолько полно, насколько это под силу квантовой механике. В квантовой механике описания называются “состояниями” [4] ; наиболее полное, с формальной точки зрения, описание называется “максимальным состоянием” (а также “волновой функцией” или “пси-функцией”). Для ясности представим систему атома радия в стадии радиоактивного распада. Несколько упрощая проблему, скажем, что в будущее время t атом может находиться или в исходном состоянии А, или в состоянии “распада” В. (Другими словами, атом может испустить или не испустить один или больше квантов радиации). “Недетерминистический” характер теории совершенно не отражается в математическом формализме! Математически формализм – знаменитое уравнение Шредингера – говорит о том, что атом совершает переход от исходного состояния А в новое состояние А'. То, что атом может распасться (состояние В) или остаться прежним (состояние А) отражается не с помощью статистического элемента в самом уравнении Шредингера, как можно было бы ожидать в случае нормальной стохастической теории, а скорее с помощью факта, что новое состояние А' является, в некотором смысле, “суперпозицией” двух противоположных возможностей А и В.