Квант. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности

Кумар Манжит

После кончины Эльзы Эйнштейн завел распорядок дня, почти не менявшийся годами. После завтрака (между 9 и 10 часами) он шел в институт. Здесь Эйнштейн работал до часа дня, а затем возвращался домой на ланч и недолго отдыхал. Потом до 18.30 или 19 вечера он работал у себя в кабинете. После этого, если не было гостей, Эйнштейн возвращался к работе и работал до самого отхода ко сну (между 22 и 23 часами). Он редко бывал в театрах или на концертах и, в отличие от Бора, практически не смотрел кино. По словам самого Эйнштейна, сказанным в 1936 году, он “жил в уединении, которое так мучительно в юности, но прекрасно в более зрелые годы”⁶¹.

В начале февраля 1937 года в Принстон приехал Бор с женой и сыном Хансом. В программу их шестимесячного кругосветного турне входила неделя в Принстоне. В первый раз

после публикации статьи ЭПР Бор и Эйнштейн встретились. Смог ли Бор наконец убедить Эйнштейна согласиться с копенгагенской интерпретацией? “Горячего спора по поводу квантовой механики не было, — вспоминал Валентин Баргманн, ставший позже ассистентом Эйнштейна. — Правда, стороннему наблюдателю казалось, что Эйнштейн и Бор говорят, не слушая друг друга”⁶². Он был уверен, что для любой содержательной дискуссии потребовались бы “дни и дни”. Увы, за время той мимолетной встречи, свидетелем которой он был, “многое осталось невысказанным”⁶³.

Они не сказали друг другу то, что каждый из них уже знал. Их дебаты о квантовой механике перешли на философский уровень и теперь касались статуса реальности. Существует ли она? Бор верил, что квантовая механика — полная фундаментальная теория, описывающая природу, и это было основой его философского мировоззрения. Поэтому он утверждал: “Квантового мира нет. Есть только его абстрактное квантово-механическое описание. Неправильно думать, что задача физики выяснить, как устроена природа. Физика решает вопрос о том, что мы можем сказать о природе”⁶⁴. Эйнштейн, со своей стороны, оценивал квантовую механику, исходя из своей непоколебимой уверенности в существовании реальности, подчиняющейся закону причинности и не зависящей от наблюдателя. Поэтому принять копенгагенскую интерпретацию он не мог. “То, что мы называем наукой, — утверждал Эйнштейн, — имеет единственную цель: определить, что существует в объективной реальности”⁶⁵.

Для Бора первична была теория. За ней следовало ее философское осмысление — формулировка интерпретации, позволяющей понять смысл сказанного теорией о реальности. Эйнштейн знал, что строить философское мировоззрение на хрупком фундаменте научной теории опасно. Если в свете новых экспериментальных данных теория будет поставлена под сомнение, разрушится и обосновывающая ее философская позиция. “Основополагающим для физики является предположение, что реальный мир существует независимо оттого, как мы его воспринимаем, — говорил Эйнштейн. — Но мы этого не знаем”⁶⁶.

В своем отношении к философии Эйнштейн был реалистом. Он знал, что доказать справедливость его позиции нельзя. В его отношении к реальности была не поддающаяся доказательству “убежденность”. Хотя, возможно, это и так, в представлении Эйнштейна человек хочет, насколько это в его силах, “постичь именно сущность и реальность”⁶⁷. “Я не могу подобрать лучшего эпитета, чем ‘религиозная’, для веры в рациональную природу реальности в той степени, в какой она доступна человеческому разуму, — писал он Соловину. — Если это чувство отсутствует, наука вырождается в бездушный эмпиризм”⁶⁸.

Гейзенберг понимал, что Эйнштейн и Шредингер хотят “вернуться к понятию реальности из классической физики, или, используя более общий философский термин, к онтологии материализма”⁶⁹. Вера в “объективно существующий реальный мир, где объективное существование мельчайших частей его понимается в том же смысле, что и существование камней или деревьев, независимо оттого, наблюдаем мы их или нет”, была для Гейзенберга возвратом к “упрощенным материалистическим представлениям, превалировавшим в естественных науках XIX века”⁷⁰. Гейзенберг был прав только частично, полагая, что Эйнштейн и Шредингер намереваются “изменить философию, не меняя физики”⁷¹. Эйнштейн соглашался с тем, что квантовая механика — лучшая из возможных теорий, но она является “неполным выражением реального положения вещей, хотя только такую теорию и можно построить, исходя из фундаментальных представлений о силе и материальных точках (квантовые поправки к классической механике)”⁷².

Эйнштейн отчаянно пытался изменить

физику. Он не был тем консервативным старцем, за которого его многие принимали. Он был убежден, что представления классической физики необходимо заменить. Бор возражал, что поскольку макроскопический мир описывается классической физикой и ее понятиями, даже попытки выйти за их пределы являются пустой тратой времени. Он сформулировал свой принцип дополнительности, чтобы спасти классическую физику. Для Бора не было основополагающей физической реальности, существующей независимо от измерительных приборов. Это означало, что, как указывал Гейзенберг, “мы не можем уйти от парадокса квантовой теории — необходимости использовать классические понятия”⁷³. Именно призыв Бора и Гейзенберга сохранить классические понятия Эйнштейн называл “успокоительной философией”⁷⁴.

Эйнштейн никогда не отказывался от онтологии классической физики, не зависящей от наблюдателя реальности, но был готов окончательно порвать с классической физикой. Представление о реальности, следовавшее из копенгагенской интерпретации, было свидетельством, в котором он нуждался, чтобы сделать этот шаг. Он хотел революции более радикальной, чем та, которую предлагала квантовая механика. Вряд ли стоит удивляться, что в разговоре Эйнштейна и Бора столь многое не прозвучало.

В январе 1939 года Бор вернулся в Принстон, где провел четыре месяца как приглашенный профессор. Хотя Эйнштейн и Бор, эти два великих человека, все еще испытывали друг к другу дружеские чувства, их непрекращающийся диспут о квантовой реальности неизбежно привел к охлаждению. “От Эйнштейна осталась только тень”, — вспоминал Розенфельд, сопровождавший Бора в Америку⁷⁵. Они встречались обычно на официальных приемах, но больше не говорили о физике. Во время визита Бора Эйнштейн сделал всего один доклад о своей работе по поиску единой теории поля. В присутствии Бора он высказал надежду, что квантовую физику можно будет получить из этой теории. Но Эйнштейн дал понять, что ему не хотелось бы продолжать разговор на эту тему. “Бор был этим крайне огорчен”, — рассказывал Розенфельд⁷⁶. Хотя Эйнштейн не хотел спорить о квантовой физике, на фоне событий в Европе, которые вскоре привели к мировой войне, многие в Принстоне рвались обсудить последние достижения ядерной физики.

“Как бы ты ни был погружен в работу, — написал Эйнштейн королеве Елизавете в Бельгию, — не перестает преследовать чувство неизбежной трагедии”⁷⁷. Письмо датировано 9 января 1939 года. Через два дня Бор отплывал в Америку. Он вез с собой новость об открытии, сделанном другими: большие ядра расщепляются на более мелкие, и это сопровождается выделением энергии. Происходит деление ядер. Во время той поездки Бор понял, что при бомбардировке медленными нейтронами делится изотоп уран-235, а не уран-238. Бору было пятьдесят три года, и это был его последний важный физический результат. Эйнштейн не хотел говорить о природе квантовой реальности, и Бор с американским физиком Уилером занимался разработкой теории деления ядер.

Второго августа, после отъезда Бора в Европу, Эйнштейн отправил письмо президенту Рузвельту. Он предлагал ему рассмотреть возможность начать работы по созданию атомной бомбы, поскольку Германия уже приостановила продажу урановой руды из захваченных рудников в Чехословакии. Рузвельт ответил в октябре. Он поблагодарил Эйнштейна за письмо и сообщил, что создан комитет для исследования вопроса. Первого сентября 1939 года Германия напала на Польшу.

Хотя Эйнштейн оставался пацифистом, до поражения Гитлера и нацистов он был готов на компромисс. Во втором письме, датированном 7 марта 1940 года, он убеждал Рузвельта, что нужны действия: “Сразу после начала войны возрос интерес Германии к урану. Теперь я знаю, что в обстановке строгой секретности ведутся исследовательские работы”⁷⁸. Эйнштейну не было известно, что во главе немецкой программы по разработке атомной бомбы стоял Вернер Гейзенберг. Должного ответа на письмо снова не последовало. Для создания атомной бомбы сделанное Бором открытие деления ядра урана-235 было гораздо важнее двух писем Эйнштейна Рузвельту. Американское правительство всерьез не задумывалось о создании атомной бомбы до октября 1941 года. Тогда начались работы под кодовым названием “Манхэттенский проект”.