Конец науки: Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки

Хорган Джон

Парадоксально, но Бом также, казалось, нацелился сделать физику еще болеефилософской, спекулятивной, холистической. Он ушел гораздо дальше Уилера в проведении аналогий между квантовой механикой и восточной религией. Он разработал философию, названную «запутанный порядок», которая пыталась соединить мистические и научные знания. Работы Бома на эти темы привлекли почти культовых последователей; он стал героем тех, кто надеялся достигнуть мистического видения физики. Некоторые ученые объединяют эти два противоречащих друг другу импульса — необходимость прояснить реальность и мистифицировать ее — таким драматическим образом.

Я встретился

с Бомом в августе 1992 года в его доме в Эджваре, пригороде к северу от Лондона. Он был настолько бледен, что это вызывало беспокойство. Алые губы и темные вьющиеся волосы только подчеркивали его бледность. Он сидел в большом кресле. Бом казался слабым, но в то же время полным нервной энергии.

Одну руку он завел за голову, вторая лежала на ручке кресла. Длинные пальцы сужались к концам, желтые ногти были небрежно подстрижены. Он сказал мне, что приходит в себя после недавнего инфаркта.

Жена Бома принесла нам чай с печеньем и удалилась в другую часть дома. Вначале Бом говорил с остановками, низким, напряженным, монотонным голосом, но постепенно слова посыпались быстрее. Очевидно, он чувствовал сухость во рту, так как постоянно облизывал губы. Время от времени, сделав замечание, позабавившее его, он растягивал губы, обнажая зубы в подобии улыбки. У него также была раздражающая привычка делать паузу после нескольких предложений и спрашивать «Это понятно?» или просто «М-м-м?». Часто я был просто сбит с толку и, не имея надежды найти путь к пониманию, кивал головой и улыбался. Но Бом мог выражаться и абсолютно ясно, увлекательно. Потом я узнал, что он и на других производил такое же впечатление: как некая странная квантовая частица, он колебался, входя в фокус и выходя из него.

Бом сказал, что поставил под вопрос копенгагенскую интерпретацию в конце сороковых годов, когда писал книгу о квантовой механике. Нильс Бор отрицал возможность того, что вероятностное поведение квантовых систем является результатом лежащих в глубине детерминистических механизмов, иногда называемых скрытыми переменными. Реальность непознаваема, потому что внутренне неопределенна, настаивал Бор.

Бом посчитал этот взгляд неприемлемым.

— Вся идея науки до сих пор заключалась в том, чтобы говорить о какой-то реальности, стоящей заявлением и объясняющей вещи, — пояснил он. — Не то чтобы Бор отрицал реальность, но, как он говорил, квантовая механика подразумевает, что нет больше ничего, что можно было бы о ней сказать.

Такой взгляд, решил Бом, сводит квантовую механику до «системы формул, которые мы используем, чтобы делать предсказания или технологически что-то контролировать».

— Я сказал, что этого недостаточно. Не думаю, что я бы особо заинтересовался наукой, если бы так обстояло дело.

В статье, опубликованной в 1952 году, Бом предположил, что частицы — это на самом деле частицы, во все времена, не только когда за ними наблюдают. Их поведение определяет новая, ранее не выявленная сила, которую Бом назвал пилотной волной. Любое усилие по точному измерению свойств частиц разрушит информацию о них, физически изменив пилотную волну. Таким образом, Бом придал принципу неопределенности чисто физический, а не метафизический смысл. Бор интерпретировал принцип неопределенности как означающий «не то, что в квантовой системе есть неопределенность, а то, что есть присущая ей двусмысленность».

Интерпретация Бома позволяла и даже выдвигала на первый план один квантовый парадокс: нелокальность, способность одной частицы влиять на другую мгновенно через большие расстояния. Эйнштейн привлекал внимание к нелокальности в 1935 году. Вместе с Борисом Подольским и Натаном Розеном

Эйнштейн предложил эксперимент — теперь называемый парадокс ЭПР, — в котором было две частицы, вылетавшие из одного источника и летевшие в противоположных направлениях [71] .

71

Статью Эйнштейна, Подольского, Розена и статью Бома о его альтернативной интерпретации квантовой механики, а также другие основополагающие статьи о квантовой механике можно найти в кн.: Wheeler, J. and Zurek, W. H., eds. Quan Princeton, N. J., 1983.

В соответствии со стандартной моделью квантовой механики ни одна из частиц не имеет определенной позиции или движущей силы перед тем, как ее измерят; но измеряя движущую силу одной частицы, физик мгновенно заставляет другую частицу занять фиксированное положение — даже если она находится на другой стороне Галактики. Осмеивая этот эффект как «похожее на фантом действие на расстоянии», Эйнштейн доказывал, что он нарушал здравый смысл и свою собственную теорию относительности, которая исключает распространение эффектов быстрее скорости света; поэтому квантовая механика и является незаконченной теорией. Однако в 1980 году группа французских физиков провела версию эксперимента Эйнштейна, Подольского и Розена и показала, что он на самом деле дает странное действие. (Причина того, что эксперимент не нарушает теорию относительности, заключается в том, что нельзя использовать нелокальность для передачи информации.) У Бома никогда не было сомнений относительно результата эксперимента.

— Было бы очень удивительно, если бы выяснилось, что дело обстоит наоборот, — сказал он.

Однако когда Бом пытался привести мир в более четкий фокус при помощи своей модели пилотной волны, он также доказывал, что полная ясность невозможна. Его идеи были частично вдохновлены экспериментом, который он видел по телевизору: в цилиндр с глицерином капали каплю чернил. Затем цилиндр вращали, чернила расходились в глицерине; их порядок, казалось, раздроблялся. Но когда направление движения цилиндра было изменено, чернила снова собрались в каплю.

На этом простом эксперименте Бом построил взгляд на мир, названный «запутанный порядок». Под очевидно хаотичным космом физических проявлений — ясным порядком — всегда лежит более глубокий, скрытый, запутанный порядок. Применяя эту концепцию к квантовому коему, Бом предположил, что запутанный порядок — это квантовый потенциал, поле, состоящее из бесконечного числа колеблющихся пилотных волн. Частичное перекрывание одной волны другою генерирует то, что нам представляется частицами, составляющими четкий порядок. Но, по Бому, такие кажущиеся фундаментальными концепции, как пространство и время, могут быть просто проявлениями какого-то более глубокого, запутанного порядка.

Чтобы проникнуть в тайну запутанного порядка, сказал Бом, физикам, может быть, придется отвергнуть некоторые базовые предположения об организации природы.

— Фундаментальные понятия, такие как порядок и структура, обусловливают наше бессознательное мышление, и новые виды теорий зависят от новых типов порядка, — заметил он.

В эпоху Просвещения мыслители типа Ньютона и Декарта заменили органическую концепцию порядка древних механической точкой зрения. Хотя появление теории относительности и других теорий привело к модификации этого порядка, «базовая идея осталась та же», сказал Бом, это — «механический порядок с системой координат».