За пределами петлевой квантовой гравитации 11. Смотр представлений Ровелли о квантовой механике
Начало здесь.
Кванты 1: информация конечна
То, что мы сделали смотр своим представления о физике в предыдущем сообщении, Ровелли предлагает сделать в этом, но со своими собственными взглядами и только в узком кругу квантовой представлений о природе. Это как две вражеских армии выстраиваются друг перед другом в момент решающей схватки. Схватки, где стороны попытаются установить истину в споре. Схватки, после которой один может казнить и миловать, а другой - молиться богу и надеяться на спасение. Или готовиться к следующей схватке, если победа никому не досталась.
"Пришло время сделать некоторые выводы о том, что в точности говорит нам о мире квантовая механика. Это непростая задача, поскольку идеи квантовой механики не вполне прозрачны и ее подлинный смысл остается спорным, однако это необходимо, чтобы добиться ясности и двигаться дальше. Я считаю, что квантовая механика раскрывает три аспекта природы вещей: зернистость, неопределенность и реляционную структуру мира. Рассмотрим каждый из них более подробно."
[Spoiler (click to open)]
"Первый аспект состоит в существовании у природы фундаментальной зернистости. Зернистость вещества и света лежит в основе квантовой теории. Допустим, мы производим измерение над физической системой и обнаруживаем ее в определенном состоянии. Например, мы измеряем амплитуду колебаний маятника и видим, что она имеет определенное значение. В физике не бывает абсолютно точных измерений, и до появления квантовой механики мы бы сказали, что существует бесконечное число возможных значений (в любом, сколь угодно малом интервале измеряемых значений - моё дополнение). То есть, степень нашего незнания о состоянии маятника остается бесконечной. Напротив, квантовая механика говорит нам, что существует лишь конечное число возможных значений амплитуды колебаний, а значит, отсутствующая у нас информация о маятнике конечна."
"Это распространяется на все возможные случаи. Поэтому первый смысл квантовой механики состоит в существовании ограничения на информацию, которая может содержаться внутри системы, - ограничения на число различных состояний, в которых система может находиться. Это ограничение бесконечности составляет первый аспект теории - зернистость природы, замеченную еще Демокритом. Постоянная Планка h служит мерой масштаба этой зернистости."
Можно только согласиться с "зернистостью" Демокрита и "зернистостью" Карло Ровелли. Вопрос только в том, что мы будем понимать под этой "зернистостью" в конечном итоге. Интересен вопрос об информации в классических и квантовых системах. Вопрос не простой, и здесь он не раскрывается. Заметим лишь, что конечное или бесконечное число состояний в системе вообще не содержит никакой информации, пока мы заранее не договоримся, что под информацией следует понимать. А вот за последнее предложение "Постоянная Планка h служит мерой масштаба этой зернистости" мы будем голосовать двумя руками и ногами!
Кванты 2: неопределенность
"Мир - это последовательность зернистых квантовых событий. Они дискретны, зернисты и индивидуальны; это отдельные взаимодействия одной физической системы с другой. Электрон, квант поля или фотон не следуют по траекториям в пространстве, но появляются в определенном месте и в определенное время, чтобы столкнуться с другим объектом. Когда и где они появляются? Не существует способа узнать это наверняка. Квантовая механика кладет в основу мира фундаментальную неопределенность. Будущее принципиально непредсказуемо. Это второй фундаментальный урок квантовой механики."
Здесь следует категорически не согласиться с Карло Ровелли. В нашем представлении неопределённость квантовой механики связана исключительно с неопределённостью кванта действия h, то есть с "зернистостью" природы. Эта неопределённость уже обсуждалась нами в комментариях в связи с соответствующим вопросом trita. Можно сказать, что внутри кванта действия неопределённость существует всегда, это - фундаментальная неопределённость природы на уровне своего "кирпичика". И сам этот "кирпичик" существует всегда, а не только тогда, когда происходят разные взаимодействия, как считает Ровелли. По своему физическому смыслу (его размерность - момент импульса) квант действия всегда представляет собой произведение двух попарных величин: импульса и длины, энергии и времени, заряда и магнитного потока, спина и магнитного момента и так далее. При измерениях или взаимодействиях мы в состоянии измерить с некоторой точностью только одну из величин в произведении, составляющим физическую суть кванта действия, но вторая величина всё равно будет определённой не полностью, в полном соответствии с принципом неопределённости Гейзенберга, поскольку пара (динамических переменных) в каждом произведении всегда некоммутативна.
И ещё нельзя согласиться с Карло Ровелли вот в чём. Мир не является "последовательностью зернистых квантовых событий", как он полагает. Это одиночную частицу (тот же электрон) можно рассматривать как последовательность событий, как движение от одного события или взаимодействия к другому. Поскольку каждой такой свободной частице в окружающем пространстве будет принадлежать один квант действия. Но в коллективах (сильно) взаимодействующих частиц, особенно в конденсированном состоянии, это не так. Там один квант действия может быть распределён по нескольким частицам сразу. (Просто упомяну здесь без ссылки такое явление, как целочисленный квантовый эффект Холла.) Это совсем не значит, что квант действия может быть делим на части. Наоборот, своей неделимостью он объединяет эти частицы в единое целое. Которые и ведут себя как целое. Это очень интересный эффект, который, может оказаться, совсем не рассматривается в современной науке. И это никакая не "квантовая запутанность", которую, наоборот, рассматривать сейчас модно. Так вот, эти группы частиц, объединённые одним квантом, могут взаимодействовать с другими группами и последовательно, и параллельно, могут делиться на части и обмениваться своими квантами действия (их у них может быть несколько) с другими группами. Неимоверно сложное поведение, крайне запутанные графы взаимодействий, намного отличающиеся от диаграмм Фейнмана и его интегралов по траекториям. Но это не хаос, это такой необычный порядок, которму подчиняются системы многих частиц. Порядок, который связан с беспрекословным выполнением двух фундаментальных принципов, заявленных в предыдущем сообщении. Принцип наименьшего действия для равновесных или стационарных систем и принцип максимального переноса действия для систем, далёких от равновесия. Может быть, поэтому теоретики так любят рассматривать именно одиночные частицы?
"Из-за этой неопределенности в мире, описываемом квантовой механикой, вещи постоянно подвержены случайным изменениям. Все переменные непрерывно флуктуируют, как если бы в мельчайших масштабах всё постоянно вибрировало. Мы не видим этих вездесущих флуктуаций лишь из-за малости их масштаба; в крупном масштабе, когда мы следим за макроскопическими телами, они ненаблюдаемы. Таким образом, проявление вероятности на фундаментальном уровне представляют собой второе ключевое открытие, касающееся свойств нашего мира, которое выражает квантовая механика."
Флуктуации происходят совсем не из-за неопределённости квантовой механики и вероятностном характере событий. Флуктуации мы видим потому, что оно является признаком безостановочного движения, совершаемого частицами, группами частиц и совсем уж их большими макроскопическими коллективами. Частицы не могут не двигаться - это их способ существования в природе, а не только способ взаимодействия друг с другом, как напишет ниже Ровелли. Если уж система обладает каким-то числом квантов действия, эти кванты не дадут ей "заснуть", постоянно переходя от одних групп к другим или превращаясь из одних элементов в другие. И даже "тепловая смерть" системе не будет страшна, но об этом как-нибудь в другой раз.
Кванты 3: реальность реляционна
"Третье открытие, касающееся нашего мира, выражаемое квантовой механикой, - самое глубокое и сложное, и его не предвидели античные атомисты. Теория не описывает вещи такими, какие они есть, она описывает, как вещи проявляются и как они взаимодействуют друг с другом. Она описывает не то, где находится частица, но то, как частица проявляет себя по отношению к другим. Мир существующих вещей сокращается до мира возможных взаимодействий. В мире, описываемом квантовой механикой, не существует ничего реального, за исключением отношений между физическими системами. Не объекты входят в отношения, но отношения служат основанием для выделения объектов. Мир квантовой механики - это не мир объектов, это мир событий. Вещи построены из случающихся элементарных событий. Квантовая механика описывает не объекты: она описывает процессы, а также события, которые служат точками соединения процессов."
Мы уже писали выше что Ровелли неправ в этом отношении. Мир существует всегда, но как конкретно - мы можем только догадываться. В процессе взаимодействий мир проявляет свои свойства, но только до некоторой степени, оставаясь загадочным в других отношениях. Классический мир перестал быть детерминированным, как только мы решили (с полным основанием) рассматривать его "зернистым" или квантовым. Детерминированный мир был бы сущим кошмаром для нас, мы бы перестали вообще что-дибо делать, зная что завтра будет таким и только таким, независимо от нас. Закон и порядок не пропали в квантовом мире. Они всего лишь предстали перед нами в другом образе.
"Подводя итоги, скажем, что квантовая механика открыла три аспекта нашего мира.
• *Зернистость*. Информация, содержащаяся в состоянии системы, конечна и ограничена постоянной Планка.
• *Неопределенность*. Будущее не предопределено однозначно прошлым. Даже наиболее твердо установленные нами закономерности в
основе своей статистические.
• *Реляционность*. События в природе - это всегда взаимодействия. Все события, случающиеся с системой, касаются отношений с другими
системами."
Без комментариев.
"Квантовая механика учит нас думать о мире не в терминах объектов, которые в нем есть, но в терминах процессов. Процесс - это переход от одного взаимодействия к другому. Свойства объектов проявляются в зернистости только в моменты взаимодействий, то есть на границах процессов, и потому лишь в отношениях с другими объектами. Их нельзя предсказать однозначным образом, но лишь вероятностно."
"Это и есть головокружительное погружение в глубину природы вещей, предпринятое Бором, Гейзенбергом и Дираком."
Но есть ли у нас подлинное понимание?
"Конечно, квантовая механика - это триумф эффективности. И всё же… уверены ли вы, дорогой читатель, в полном понимании того, что именно квантовая механика нам открывает? Электрон нигде не находится, когда он не взаимодействует… хм… объекты существуют, лишь прыгая от одного взаимодействия к другому… так-так… Не кажется ли все это слегка абсурдным?"
"Эйнштейну это казалось абсурдным."
"С одной стороны, Эйнштейн номинировал Вернера Гейзенберга и Поля Дирака на Нобелевскую премию, признавая, что они поняли о нашем мире нечто фундаментально важное. С другой стороны, при любой возможности он ворчал, что эти идеи лишены смысла. Молодые львы из Копенгагенской группы были в растерянности: как это может исходить от самого Эйнштейна? Их духовный отец, человек, которому хватило смелости думать о немыслимом, теперь тянул их назад, испуганный новыми шагами в неведомое - теми самыми шагами, к которым сам же и подтолкнул. Как могло случиться, что тот Эйнштейн, который научил нас, что время не универсально, а пространство искривляется, говорит теперь, что мир не может быть настолько странным?"
"Нильс Бор спокойно объяснял новые идеи Эйнштейну. Эйнштейн возражал. В итоге Бору всегда удавалось найти ответы на его возражения. Этот диалог продолжался годами - в лекциях, письмах, статьях… Эйнштейн придумывал мысленные эксперименты, стремясь показать, что новые идеи внутренне противоречивы. «Представьте себе заполненный светом ящик, из которого за короткое мгновенье мы позволяем вылететь одному фотону…» - так начинается один из самых знаменитых примеров. В ходе этого спора оба великих исследователя вынуждены были пересматривать свои идеи. Эйнштейну пришлось признать, что в новых идеях нет внутренних противоречий. Однако Бор был вынужден признать, что всё не так просто и ясно, как ему казалось. Эйнштейн не хотел отказываться от того, что казалось ему ключевым моментом, - представления о том, что существует объективная реальность, не зависящая от того, что с чем взаимодействует. Он отказывался признавать реляционный аспект теории, тот факт, что объекты проявляют себя только во взаимодействиях. Бор не желал уступать в вопросе о корректности того глубокого нового способа, которым понятие реального концептуализировалось в новой теории. В итоге Эйнштейн признал, что теория представляет собой огромный шаг вперед в понимании мира и что она логически последовательна. Но он остался при убеждении, что объекты не могут быть настолько странными, как утверждала эта теория, и что за ней должно стоять более глубокое и естественное объяснение."
"Спустя столетие мы остаёмся на той же точке. Ричард Фейнман, который как никто другой умел проделывать трюки с теориями, писал: «Мне кажется, я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает»."
"Уравнения этой теории и их следствия постоянно используются в самых разных областях - физиками, инженерами, химиками и биологами. Но они остаются загадочными: они описывают не сами физические системы, а лишь то, как физические системы взаимодействуют друг с другом и влияют друг на друга. Что это значит?"
"Физики и философы продолжают задаваться вопросом о реальном смысле этой теории, и в последние годы статей и конференций по этой теме становится всё больше. Что представляет собой квантовая теория спустя сто лет после своего рождения? Невероятное погружение в природу реальности? Недоразумение, работающее по чистой случайности? Часть недорешенной головоломки? Или указание на некие глубинные свойства нашего мира, которые мы еще не смогли до конца расшифровать?"
"Интерпретация квантовой механики, которую я здесь представляю, кажется мне одной из наименее естественных. Она называется реляционной интерпретацией и обсуждалась серьезными философами, такими как Бас ван Фраассен, Майкл Битбол и Мауро Дорато. Однако консенсуса по вопросу об интерпретации квантовой механики нет: другие физики и философы обсуждают другие идеи. Мы стоим на границе известного, и здесь мнения расходятся."
"Квантовая механика - это лишь физическая теория: возможно, завтра она будет скорректирована в результате понимания того, что мир устроен иначе, еще сложнее. Некоторые ученые сегодня пытаются немного пригладить ее, сделав более соответствующей нашей интуиции. На мой взгляд, ее поразительный эмпирический успех вынуждает нас принимать ее серьезно и ставить вопрос не о том, что можно изменить в этой теории, а о том, что ограничивает нашу интуицию и делает теорию странной для нас."
"Думаю, что непонятность теории - это вина не квантовой механики, а скорее результат ограниченности нашего воображения. Когда мы пытаемся «увидеть» квантовый мир, мы подобны кротам, привыкшим жить под землей, которым кто-то пытается описать Гималаи. Или пленникам, заключенным в глубине платоновой пещеры."
"Когда умер Эйнштейн, его величайший соперник Бор нашел слова, чтобы выразить свое восхищение им. Когда через несколько лет скончался сам Бор, кто-то сфотографировал его рабочую доску. На ней был рисунок. Он представлял «ящик со светом» из эйнштейновского мысленного эксперимента. До самого конца желать дискуссии, чтобы больше понять. До самого конца сомневаться."
"Это постоянное сомнение - глубочайший источник науки."
Продолжение следует.
Кванты 1: информация конечна
То, что мы сделали смотр своим представления о физике в предыдущем сообщении, Ровелли предлагает сделать в этом, но со своими собственными взглядами и только в узком кругу квантовой представлений о природе. Это как две вражеских армии выстраиваются друг перед другом в момент решающей схватки. Схватки, где стороны попытаются установить истину в споре. Схватки, после которой один может казнить и миловать, а другой - молиться богу и надеяться на спасение. Или готовиться к следующей схватке, если победа никому не досталась.
"Пришло время сделать некоторые выводы о том, что в точности говорит нам о мире квантовая механика. Это непростая задача, поскольку идеи квантовой механики не вполне прозрачны и ее подлинный смысл остается спорным, однако это необходимо, чтобы добиться ясности и двигаться дальше. Я считаю, что квантовая механика раскрывает три аспекта природы вещей: зернистость, неопределенность и реляционную структуру мира. Рассмотрим каждый из них более подробно."
[Spoiler (click to open)]
"Первый аспект состоит в существовании у природы фундаментальной зернистости. Зернистость вещества и света лежит в основе квантовой теории. Допустим, мы производим измерение над физической системой и обнаруживаем ее в определенном состоянии. Например, мы измеряем амплитуду колебаний маятника и видим, что она имеет определенное значение. В физике не бывает абсолютно точных измерений, и до появления квантовой механики мы бы сказали, что существует бесконечное число возможных значений (в любом, сколь угодно малом интервале измеряемых значений - моё дополнение). То есть, степень нашего незнания о состоянии маятника остается бесконечной. Напротив, квантовая механика говорит нам, что существует лишь конечное число возможных значений амплитуды колебаний, а значит, отсутствующая у нас информация о маятнике конечна."
"Это распространяется на все возможные случаи. Поэтому первый смысл квантовой механики состоит в существовании ограничения на информацию, которая может содержаться внутри системы, - ограничения на число различных состояний, в которых система может находиться. Это ограничение бесконечности составляет первый аспект теории - зернистость природы, замеченную еще Демокритом. Постоянная Планка h служит мерой масштаба этой зернистости."
Можно только согласиться с "зернистостью" Демокрита и "зернистостью" Карло Ровелли. Вопрос только в том, что мы будем понимать под этой "зернистостью" в конечном итоге. Интересен вопрос об информации в классических и квантовых системах. Вопрос не простой, и здесь он не раскрывается. Заметим лишь, что конечное или бесконечное число состояний в системе вообще не содержит никакой информации, пока мы заранее не договоримся, что под информацией следует понимать. А вот за последнее предложение "Постоянная Планка h служит мерой масштаба этой зернистости" мы будем голосовать двумя руками и ногами!
Кванты 2: неопределенность
"Мир - это последовательность зернистых квантовых событий. Они дискретны, зернисты и индивидуальны; это отдельные взаимодействия одной физической системы с другой. Электрон, квант поля или фотон не следуют по траекториям в пространстве, но появляются в определенном месте и в определенное время, чтобы столкнуться с другим объектом. Когда и где они появляются? Не существует способа узнать это наверняка. Квантовая механика кладет в основу мира фундаментальную неопределенность. Будущее принципиально непредсказуемо. Это второй фундаментальный урок квантовой механики."
Здесь следует категорически не согласиться с Карло Ровелли. В нашем представлении неопределённость квантовой механики связана исключительно с неопределённостью кванта действия h, то есть с "зернистостью" природы. Эта неопределённость уже обсуждалась нами в комментариях в связи с соответствующим вопросом trita. Можно сказать, что внутри кванта действия неопределённость существует всегда, это - фундаментальная неопределённость природы на уровне своего "кирпичика". И сам этот "кирпичик" существует всегда, а не только тогда, когда происходят разные взаимодействия, как считает Ровелли. По своему физическому смыслу (его размерность - момент импульса) квант действия всегда представляет собой произведение двух попарных величин: импульса и длины, энергии и времени, заряда и магнитного потока, спина и магнитного момента и так далее. При измерениях или взаимодействиях мы в состоянии измерить с некоторой точностью только одну из величин в произведении, составляющим физическую суть кванта действия, но вторая величина всё равно будет определённой не полностью, в полном соответствии с принципом неопределённости Гейзенберга, поскольку пара (динамических переменных) в каждом произведении всегда некоммутативна.
И ещё нельзя согласиться с Карло Ровелли вот в чём. Мир не является "последовательностью зернистых квантовых событий", как он полагает. Это одиночную частицу (тот же электрон) можно рассматривать как последовательность событий, как движение от одного события или взаимодействия к другому. Поскольку каждой такой свободной частице в окружающем пространстве будет принадлежать один квант действия. Но в коллективах (сильно) взаимодействующих частиц, особенно в конденсированном состоянии, это не так. Там один квант действия может быть распределён по нескольким частицам сразу. (Просто упомяну здесь без ссылки такое явление, как целочисленный квантовый эффект Холла.) Это совсем не значит, что квант действия может быть делим на части. Наоборот, своей неделимостью он объединяет эти частицы в единое целое. Которые и ведут себя как целое. Это очень интересный эффект, который, может оказаться, совсем не рассматривается в современной науке. И это никакая не "квантовая запутанность", которую, наоборот, рассматривать сейчас модно. Так вот, эти группы частиц, объединённые одним квантом, могут взаимодействовать с другими группами и последовательно, и параллельно, могут делиться на части и обмениваться своими квантами действия (их у них может быть несколько) с другими группами. Неимоверно сложное поведение, крайне запутанные графы взаимодействий, намного отличающиеся от диаграмм Фейнмана и его интегралов по траекториям. Но это не хаос, это такой необычный порядок, которму подчиняются системы многих частиц. Порядок, который связан с беспрекословным выполнением двух фундаментальных принципов, заявленных в предыдущем сообщении. Принцип наименьшего действия для равновесных или стационарных систем и принцип максимального переноса действия для систем, далёких от равновесия. Может быть, поэтому теоретики так любят рассматривать именно одиночные частицы?
"Из-за этой неопределенности в мире, описываемом квантовой механикой, вещи постоянно подвержены случайным изменениям. Все переменные непрерывно флуктуируют, как если бы в мельчайших масштабах всё постоянно вибрировало. Мы не видим этих вездесущих флуктуаций лишь из-за малости их масштаба; в крупном масштабе, когда мы следим за макроскопическими телами, они ненаблюдаемы. Таким образом, проявление вероятности на фундаментальном уровне представляют собой второе ключевое открытие, касающееся свойств нашего мира, которое выражает квантовая механика."
Флуктуации происходят совсем не из-за неопределённости квантовой механики и вероятностном характере событий. Флуктуации мы видим потому, что оно является признаком безостановочного движения, совершаемого частицами, группами частиц и совсем уж их большими макроскопическими коллективами. Частицы не могут не двигаться - это их способ существования в природе, а не только способ взаимодействия друг с другом, как напишет ниже Ровелли. Если уж система обладает каким-то числом квантов действия, эти кванты не дадут ей "заснуть", постоянно переходя от одних групп к другим или превращаясь из одних элементов в другие. И даже "тепловая смерть" системе не будет страшна, но об этом как-нибудь в другой раз.
Кванты 3: реальность реляционна
"Третье открытие, касающееся нашего мира, выражаемое квантовой механикой, - самое глубокое и сложное, и его не предвидели античные атомисты. Теория не описывает вещи такими, какие они есть, она описывает, как вещи проявляются и как они взаимодействуют друг с другом. Она описывает не то, где находится частица, но то, как частица проявляет себя по отношению к другим. Мир существующих вещей сокращается до мира возможных взаимодействий. В мире, описываемом квантовой механикой, не существует ничего реального, за исключением отношений между физическими системами. Не объекты входят в отношения, но отношения служат основанием для выделения объектов. Мир квантовой механики - это не мир объектов, это мир событий. Вещи построены из случающихся элементарных событий. Квантовая механика описывает не объекты: она описывает процессы, а также события, которые служат точками соединения процессов."
Мы уже писали выше что Ровелли неправ в этом отношении. Мир существует всегда, но как конкретно - мы можем только догадываться. В процессе взаимодействий мир проявляет свои свойства, но только до некоторой степени, оставаясь загадочным в других отношениях. Классический мир перестал быть детерминированным, как только мы решили (с полным основанием) рассматривать его "зернистым" или квантовым. Детерминированный мир был бы сущим кошмаром для нас, мы бы перестали вообще что-дибо делать, зная что завтра будет таким и только таким, независимо от нас. Закон и порядок не пропали в квантовом мире. Они всего лишь предстали перед нами в другом образе.
"Подводя итоги, скажем, что квантовая механика открыла три аспекта нашего мира.
• *Зернистость*. Информация, содержащаяся в состоянии системы, конечна и ограничена постоянной Планка.
• *Неопределенность*. Будущее не предопределено однозначно прошлым. Даже наиболее твердо установленные нами закономерности в
основе своей статистические.
• *Реляционность*. События в природе - это всегда взаимодействия. Все события, случающиеся с системой, касаются отношений с другими
системами."
Без комментариев.
"Квантовая механика учит нас думать о мире не в терминах объектов, которые в нем есть, но в терминах процессов. Процесс - это переход от одного взаимодействия к другому. Свойства объектов проявляются в зернистости только в моменты взаимодействий, то есть на границах процессов, и потому лишь в отношениях с другими объектами. Их нельзя предсказать однозначным образом, но лишь вероятностно."
"Это и есть головокружительное погружение в глубину природы вещей, предпринятое Бором, Гейзенбергом и Дираком."
Но есть ли у нас подлинное понимание?
"Конечно, квантовая механика - это триумф эффективности. И всё же… уверены ли вы, дорогой читатель, в полном понимании того, что именно квантовая механика нам открывает? Электрон нигде не находится, когда он не взаимодействует… хм… объекты существуют, лишь прыгая от одного взаимодействия к другому… так-так… Не кажется ли все это слегка абсурдным?"
"Эйнштейну это казалось абсурдным."
"С одной стороны, Эйнштейн номинировал Вернера Гейзенберга и Поля Дирака на Нобелевскую премию, признавая, что они поняли о нашем мире нечто фундаментально важное. С другой стороны, при любой возможности он ворчал, что эти идеи лишены смысла. Молодые львы из Копенгагенской группы были в растерянности: как это может исходить от самого Эйнштейна? Их духовный отец, человек, которому хватило смелости думать о немыслимом, теперь тянул их назад, испуганный новыми шагами в неведомое - теми самыми шагами, к которым сам же и подтолкнул. Как могло случиться, что тот Эйнштейн, который научил нас, что время не универсально, а пространство искривляется, говорит теперь, что мир не может быть настолько странным?"
"Нильс Бор спокойно объяснял новые идеи Эйнштейну. Эйнштейн возражал. В итоге Бору всегда удавалось найти ответы на его возражения. Этот диалог продолжался годами - в лекциях, письмах, статьях… Эйнштейн придумывал мысленные эксперименты, стремясь показать, что новые идеи внутренне противоречивы. «Представьте себе заполненный светом ящик, из которого за короткое мгновенье мы позволяем вылететь одному фотону…» - так начинается один из самых знаменитых примеров. В ходе этого спора оба великих исследователя вынуждены были пересматривать свои идеи. Эйнштейну пришлось признать, что в новых идеях нет внутренних противоречий. Однако Бор был вынужден признать, что всё не так просто и ясно, как ему казалось. Эйнштейн не хотел отказываться от того, что казалось ему ключевым моментом, - представления о том, что существует объективная реальность, не зависящая от того, что с чем взаимодействует. Он отказывался признавать реляционный аспект теории, тот факт, что объекты проявляют себя только во взаимодействиях. Бор не желал уступать в вопросе о корректности того глубокого нового способа, которым понятие реального концептуализировалось в новой теории. В итоге Эйнштейн признал, что теория представляет собой огромный шаг вперед в понимании мира и что она логически последовательна. Но он остался при убеждении, что объекты не могут быть настолько странными, как утверждала эта теория, и что за ней должно стоять более глубокое и естественное объяснение."
"Спустя столетие мы остаёмся на той же точке. Ричард Фейнман, который как никто другой умел проделывать трюки с теориями, писал: «Мне кажется, я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает»."
"Уравнения этой теории и их следствия постоянно используются в самых разных областях - физиками, инженерами, химиками и биологами. Но они остаются загадочными: они описывают не сами физические системы, а лишь то, как физические системы взаимодействуют друг с другом и влияют друг на друга. Что это значит?"
"Физики и философы продолжают задаваться вопросом о реальном смысле этой теории, и в последние годы статей и конференций по этой теме становится всё больше. Что представляет собой квантовая теория спустя сто лет после своего рождения? Невероятное погружение в природу реальности? Недоразумение, работающее по чистой случайности? Часть недорешенной головоломки? Или указание на некие глубинные свойства нашего мира, которые мы еще не смогли до конца расшифровать?"
"Интерпретация квантовой механики, которую я здесь представляю, кажется мне одной из наименее естественных. Она называется реляционной интерпретацией и обсуждалась серьезными философами, такими как Бас ван Фраассен, Майкл Битбол и Мауро Дорато. Однако консенсуса по вопросу об интерпретации квантовой механики нет: другие физики и философы обсуждают другие идеи. Мы стоим на границе известного, и здесь мнения расходятся."
"Квантовая механика - это лишь физическая теория: возможно, завтра она будет скорректирована в результате понимания того, что мир устроен иначе, еще сложнее. Некоторые ученые сегодня пытаются немного пригладить ее, сделав более соответствующей нашей интуиции. На мой взгляд, ее поразительный эмпирический успех вынуждает нас принимать ее серьезно и ставить вопрос не о том, что можно изменить в этой теории, а о том, что ограничивает нашу интуицию и делает теорию странной для нас."
"Думаю, что непонятность теории - это вина не квантовой механики, а скорее результат ограниченности нашего воображения. Когда мы пытаемся «увидеть» квантовый мир, мы подобны кротам, привыкшим жить под землей, которым кто-то пытается описать Гималаи. Или пленникам, заключенным в глубине платоновой пещеры."
"Когда умер Эйнштейн, его величайший соперник Бор нашел слова, чтобы выразить свое восхищение им. Когда через несколько лет скончался сам Бор, кто-то сфотографировал его рабочую доску. На ней был рисунок. Он представлял «ящик со светом» из эйнштейновского мысленного эксперимента. До самого конца желать дискуссии, чтобы больше понять. До самого конца сомневаться."
"Это постоянное сомнение - глубочайший источник науки."
Продолжение следует.