Аналогично в статье трактуется и математический аппарат квантовой механики. Он не имеет объективного значения, его символы не поддаются наглядной физической интерпретации, на что указывает уже использование мнимых чисел, и служит только для координации результатов измерений.
В более поздних работах Бор признает объективный характер математического аппарата квантовой механики; он возражает по существу против лапласовского детерминизма в атомной физике и уже не отождествляет причинность с этим последним понятием, полагая, что причинность представляет основное требование в физической науке.
Соотношение неопределённостей рассматривается в статье как обнаруживающее ограниченность причинного анализа; утверждается, что ему нельзя дать однозначной интерпретации, пользуясь «словами, применяемыми для описания ситуации, в которой физические атрибуты воплощаются классически». Соотношение неопределённостей действительно лишает смысла применение к микроявлениям лапласовского детерминизма, но не причинности и детерминизма как такового. Соотношение неопределённостей только раскрывает содержание понятия квантового состояния, а из последнего не следует ни истинность, ни ложность детерминизма. В физике же детерминизм имеет не одну лапласовскую форму, вообще имеет не только ту форму, которая свойственна отдельным отраслям физики. Всесторонняя связь не исчерпывается теми или другими представлениями о ней, которые сложились на основе знания законов определённой области явлений. Квантовая механика отразила более глубокие по сравнению с классической теорией и более общие связи (их выражают вероятностные законы), обогатив детерминизм в физике новыми существенными положениями.
В статье кратко рассматриваются и другие аспекты концепции дополнительности, поданной здесь под знаком идеи неконтролируемости: понятие физической реальности, физическое описание и объяснение, идея дополнительности в биологии (см. об этом в комментариях к другим статьям). Необходимо иметь в виду, что многие идеи этой статьи по существу дела пересматриваются в более поздних работах автора.
72 Дискуссии с Эйнштейном о проблемах теории познания в атомной физике [101]
Статья написана в связи с 70-летием А. Эйнштейна. В ней с наибольшей полнотой и в прекрасной доступной форме излагается концепция дополнительности и связанные с ней философские вопросы в физике, вокруг которых шли дискуссии между Бором и Эйнштейном в течение 25 лет.
С самого начала спора встал вопрос о том, какую позицию занять по отношению к тем отклонениям от традиционных принципов описания природы, отклонениям, которые характерны для развития физики XX в. Бор последовательно и неуклонно проводил точку зрения, что если наводить логический порядок в совершенно новой области знания, то едва ли возможно полагаться на какие-либо старые принципы, даже и очень общие.
Рассматривая главные черты развития квантовой теории, Бор особое внимание обращает на те особенности этого развития, которые уводят теорию далеко за рамки классической физики: открытие кванта действия Планком, избегавшим крайних выводов относительно отхода от классических теорий, фотон Эйнштейна и новый неклассический атомизм, сочетание корпускулярных и волновых представлений, особый характер квантовых вероятностей (в сравнении со статистическими соображениями классической физики), двойственность волны—частицы (свойственная не одному излучению, но в равной мере неизбежная при описании; поведения вещественных частиц), проблема наблюдения в атомной физике, соотношение неопределённостей, дополнительность.
Соответственно своей позиции Бор и решал основную проблему спора с Эйнштейном, которая касалась взаимодействия измерительного прибора и измеряемого объекта в квантовой теории. Что касается классической физики, то здесь дело представлялось ясным: понятие контролируемого силового взаимодействия исчерпывало вопрос (а Эйнштейн усматривал в классическом понимании измерения идеал и для квантовой механики).
Бор во многих дискуссиях не смог ни разу убедить Эйнштейна в плодотворности своей интерпретации квантовой механики, когда шёл разговор о разрешении предлагаемых Эйнштейном парадоксов, хотя Бор всегда доказывал несостоятельность последних и, следовательно, неправоту Эйнштейна. В этом, надо думать, имеется свой смысл. У Бора в то время в рассуждениях по квантовой механике выдвигался термин «принципиальная неконтролируемость». Термин «дополнительность», которым тоже пользовался Бор, ещё не имел обособленного от термина «принципиальная неконтролируемость» ясного значения (которое он получил у Бора позже). Спор разгорелся, собственно, о том, какое содержание должно вкладываться в понятие взаимодействия прибора с микрообъектом.
Эйнштейн, отвергая концепцию Бора, отрицал принцип неконтролируемости, в форме которого эта концепция тогда существовала (30—40-е годы). Бор, защищая свою концепцию квантовой механики, полагал в её основу принцип дополнительности, который, однако, тогда не определялся достаточно ясным и однозначным образом и как бы терялся в идее неконтролируемости. Было бы весьма поучительно проследить в деталях логику замечательного спора между Бором и Эйнштейном. Думается, что тогда выявилось бы, что Эйнштейн, полемизируя с Бором, имел серьёзные философские основания не соглашаться с идеей неконтролируемого взаимодействия, а Бор, ратуя за свое понимание квантовой механики, тоже по существу дела не поддерживал «принципиальной неконтролируемости», хотя и пользовался этим термином.
Вот один из парадоксов Эйнштейна, изложенный в его статье «Квантовая механика и действительность» (1948), вариации которого встречаются в его более ранних и более поздних работах 1. Если система, состоящая из двух электронов (которые когда-то находились в физическом взаимодействии), характеризуется посредством волновой функции, то связанное с измерением первого электрона воздействие изменяет состояние второго электрона даже тогда, когда он очень далеко удалился от первого электрона. Эйнштейн в этих утверждениях, соответствующих содержанию квантовой механики, усматривает парадокс, так как они несовместимы с принципом близко действия, предполагающим существование независимых реальностей в двух отдалённых друг от друга местах пространства. Разрешение этого парадокса, по мнению Эйнштейна, состоит в признании того, что современная квантовая механика даёт неполное и непрямое описание реальности, которое позже должно замениться полным и прямым.
1 А. Эйнштейн. Квантовая механика и действительность. Собр. научн. трудов, т. Ill, М., 1966, стр. 612 (см. также комментарий к статье 44); А. Эйнштейн. Автобиографические заметки. Собр. научн. трудов, т. IV, М., 1967, стр. 259.
Однако с этим разрешением парадокса согласиться нельзя; вернее парадокса здесь нет, и это показал Бор, хотя его рассуждения не являются вполне удовлетворительными с точки зрения уточнённой терминологии и аргументации последних его работ 2.
2 Об изложении своих идей в полемике с Эйнштейном 30-х годов Бор пишет: «Перечитывая теперь эти строки, я глубоко сознаю неудовлетворённость и неуклюжесть выражения моих мыслей и чувствую, что эти недостатки изложения должны были сильно затруднять понимание хода моих рассуждений» (статья 72, стр. 427).
Эйнштейн был прав, когда импульсные и пространственные характеристики атомного объекта (квантовое состояние) признавал объективными, иначе говоря, существующими независимо от воспринимаемых человеком показаний прибора; однако он ошибался, когда по сути дела отождествлял эти характеристики с классическими представлениями. Импульсные и пространственные характеристики относятся не к объекту самому по себе, а к объекту в определённых условиях, фиксируемых приборами различных типов; квантовое состояние относится к потенциальным возможностям взаимодействия между объектом и прибором. Философская подоплёка этого положения вещей заключается в том, что атомный объект ведёт себя ни как классическая частица, ни как классическая волна, а как материальная система, своеобразно объединяющая свойства частиц и волн. Рассмотренное Эйнштейном взаимодействие таких двух атомных объектов, а также взаимодействие между атомным объектом и прибором, качественно отлично от всех взаимодействий частиц или полей, которые знает классическая физика, и это отражается квантовой механикой.
