Так как все измерения касаются, таким образом, тел, достаточно тяжёлых, чтобы при их описании можно было пренебречь квантом действия, то, строго говоря, в атомной физике нет никакой новой проблемы наблюдения. Возможность строить отчёт на измеримых величинах основана на усилении атомных эффектов, которое придаёт явлениям своеобразный замкнутый характер и вместе с тем подчёркивает необратимость, характерную для самого понятия наблюдения. В рамках классической физики нет принципиальной разницы между описанием измерительных приборов и описанием объектов исследования. Но когда мы изучаем квантовые явления, положение будет совсем иное, поскольку квант действия налагает ограничения на описание состояния системы при помощи пространственно-временны́х координат и энергетических величин (количества движения и энергии). Так как детерминистическое описание классической физики основано на предположении о неограниченной совместности локализации в пространстве и времени и применения динамических законов сохранения, то мы, очевидно, наталкиваемся здесь на вопрос, можно ли полностью сохранить такое описание в случае атомных объектов.

Для выяснения этого главного пункта роль взаимодействия между объектами и измерительными приборами в описании квантовых явлений оказалась особенно важной. Как подчёркивал Гейзенберг, локализация объекта в ограниченной области пространства-времени влечёт за собой, согласно квантовой механике, обмен количеством движения и энергией между прибором и объектом; этот обмен тем больше, чем меньше выбранная область. Поэтому было крайне важно исследовать, насколько при описании явления можно учитывать в отдельности и взаимодействие, возникающее при наблюдении. Этот вопрос был центральным во многих дискуссиях, причём появилось много предложений, имевших целью полное контролирование взаимодействий. Однако в таких рассуждениях не обращали должного внимания на тот факт, что самое описание действия измерительных приборов предполагает, что все обусловленные квантом взаимодействия между приборами и атомными объектами неотделимы от явления.

Действительно, каждая экспериментальная установка, позволяющая регистрировать атомную частицу в ограниченной области пространства-времени, требует применения закреплённых масштабов и синхронизированных часов. Поэтому по самому определению их исключается возможность контролировать передаваемые им количество движения и энергию. И наоборот, всякое однозначное приложение динамических законов сохранения в квантовой физике требует, чтобы описание явления сопровождалось принципиальным отказом от детальной локализации в пространстве-времени. Такое взаимное исключение экспериментальных условий означает, что в хорошо определённом описании явления нужно принимать во внимание полностью всю экспериментальную установку. Неделимость квантовых явлений находит свое логическое выражение в том обстоятельстве, что каждое поддающееся определению подразделение явления потребовало бы изменения экспериментальной установки, а это изменение сопровождалось бы появлением новых индивидуальных процессов. Таким образом, отпало самое основание для детерминистического описания. Статистический же характер предсказаний явствует из того, что в одной и той же экспериментальной установке будут, вообще говоря, регистрироваться результаты, соответствующие разным индивидуальным процессам.

Такие рассуждения не только разъяснили упомянутую выше дилемму относительно распространения света, но и окончательно разрешили соответствующие парадоксы, связанные с наглядным представлением поведения материальных частиц. Здесь мы, конечно, не можем искать физического объяснения в привычном смысле; всё, что мы можем требовать в этой новой области опытных фактов, — это устранения всякого, даже кажущегося, противоречия. Как бы ни были велики контрасты, который обнаруживают атомные явления при различных условиях опыта, такие явления следует называть дополнительными в том смысле, что каждое из них хорошо определено, а взятые вместе они исчерпывают все поддающиеся определению сведения об исследуемых объектах. Единственной целью формального аппарата квантовой механики является систематический охват наблюдений, полученных при таких условиях опыта, которые описываются простыми физическими понятиями; существующий аппарат как раз и даёт такое исчерпывающее дополнительное описание для очень большой области опытных фактов. Отказ от наглядных представлений затрагивает только состояние атомных объектов; при этом полностью сохраняются основы описания экспериментальных условий, равно как и наша свобода их выбирать. Во всех этих отношениях формальный аппарат квантовой механики, применимый только к замкнутым явлениям, должен рассматриваться как рациональное обобщение классической физики.

Если помнить о том влиянии, которое оказывало механистическое-понимание природы на философское мышление, то нетрудно понять, почему иногда в понятии дополнительности видели ссылку на субъективного наблюдателя, ссылку, несовместимую с объективностью научного описания. В каждой области исследования мы должны, конечно, сохранять резкое разграничение между наблюдателем и содержанием наблюдений. Но мы должны ясно представлять себе, что открытие кванта действия пролило новый свет на самые основы описания природы; она обнаружило, что для разумного использования понятий, на которых основаны сообщения об опытных фактах, необходимы предпосылки, до того не замеченные. В квантовой физике описание действия измерительных приборов является, как мы видели, необходимым условием для определения самого явления. Проводя в известном смысле различие между субъектом и объектом, мы должны делать это так, чтобы в каждом отдельном случае было обеспечено однозначное применение элементарных физических понятий, которые употребляются в описании. Понятие дополнительности отнюдь не содержит какого-либо мистицизма, чуждого духу науки; наоборот, оно просто указывает на логические предпосылки длят описания и толкования опытных фактов в атомной физике.

*

Подобно более ранним успехам физической науки гносеологический урок, преподанный нам атомной физикой, естественно, заставляет нас заново пересмотреть и в других областях знаний применение наших способов общения для объективного описания. Упор, который делается на проблему наблюдения в атомной физике, не в меньшей степени подымает аналогичные вопросы в биологии и психологии, а именно вопросы о положении живых организмов в описании природы и о нашем собственном положении существ думающих и действующих. Хотя в рамках классической физики и можно было до некоторой степени сравнивать живые организмы с машинами, всегда было ясно, что такие сравнения недостаточно учитывают многие из характерных для жизни черт. Недостаточность механистического представления о природе для описания положения человека особенно хорошо обнаруживается на трудностях, связанных с примитивным различением между душой и телом.

Проблемы, встающие здесь перед нами, очевидно, связаны с тем фактом, что многие стороны человеческого существования требуют для своего описания терминологии, которая не опирается непосредственно на простые физические представления. То обстоятельство, однако, что такие представления имеют ограниченную применимость и для атомных явлений, даёт указание на способы, посредством которых биологические и психологические явления также могут быть включены в рамки объективного описания. Как и раньше, здесь важно помнить о разделении между наблюдателем и содержанием сообщения. При механистическом понимании природы линия раздела субъект — объект фиксирована; признание того, что последовательное применение наших представлений требует иногда другого проведения этой границы, как раз и освобождает место для расширения описания.

Не пытаясь давать какое-либо исчерпывающее определение органической жизни, мы можем сказать, что живой организм характеризуется своей целостностью и приспособляемостью. Это значит, что описание внутренних отправлений живого организма и его реакций на внешние возбудители часто требует употребления слова «целесообразный», чуждого физике и химии. Хотя результаты атомной физики и нашли множество приложений в биофизике и биохимии, всё же замкнутые индивидуальные квантовые явления, конечно, не обнаруживают никаких черт, напоминающих что-либо характерное для понятия жизни. Как мы видели, описание атомных явлений является исчерпывающим для широкой области опытных фактов, и оно основано на возможности свободного использования таких измерительных приборов, какие нужны для надлежащего применения элементарных понятий. Однако в живых организмах такого рода разграничение между измерительными приборами и исследуемыми объектами едва ли может быть проведено полностью. Мы должны быть готовы к тому, что каждая хорошо определённая в смысле атомной физики экспериментальная установка, целью которой является описание отправлений живого организма, окажется несовместной с проявлением жизни.