| Головна |
| « Попередня | Наступна » | |
Частина перша. РЕАЛІЗМ |
||
|
Сподіваюся, цей твір покаже, наскільки велике моє схиляння перед Кантом, можливо, воно доходить до «ідолопоклонства». З моєї точки зору, майже всі проблеяш філософії тільки в роботах Канта отримали ту форму, яка зробила їх дійсно цікавими. Одйако тепер я хочу зробити щось таке, що справжній ШАНУВАЛЬНИК Канта міг би порахувати богохульством: я хочу почати цю статтю з роздуми з приводу одного зауваження Ніцше. Сподіваюся, що це Зауваження НІСКІЛЬКИ не зачіпає пам'ять Канта. У «Народженні трагедії» Ніцше пише, що «чим більшу область охоплює наука, тим більше парадоксів вона зустрічає». Частина перша цієї статті буде роздумом над цим дивовижним афоризмом. Мене цікавить в даному випадку не сам Ніцше (хоча він, звичайно, надзвичайно цікавий) і не його текст, а тільки його зауваження * яке, як мені видається, відноситься до мислення та досвіду Швидше нашого часу, Чим часу Ніцше. Зауваження говорить про «Області науки», тому я хочу подивитися на науку і на те, яким чином Світ може стати більш парадоксальним по мірі того, як збільшується сфера наукового пізнання. Зауваження Ніцше можна було б проілюструвати иа матеріалі майже будь-якої наукової галузі, але я хочу розглянути тут тільки два приклади. Мій перший приклад взятий з області, яка мало знайома навіть найбільш освіченим людям, - з області квантової механіки. Я не хочу, обговорювати тут технічні подробиці, тому не буду намагатися поліостью описати цю теорію. Я спробую викласти дискусію, яка почалася майже одночасно з появою самої квантової механіки, - дискусію про те, «як інтерпретувати» квантову механіку. Подібні дискусії зустрічалися в історії науки, однак принти даного спору були найвищою мірою незвичайними. Я спробую схематично окреслити ці причини. Теорія, в тому вигляді, в якому її сформулював Бор, а також (дещо інакше) фон Нейман, застосовується до динамічних систем, наприклад систем елементарних частинок або системам полів і частинок. Як і в класичній фізиці, системи можуть бути досить малі - одна, дві або три частки - або, «в принципі», можуть бути досить великими. Однак - ц в цьому полягає цікава особливість, неспостережуваних в класичній фізиці, - будь-яке застосування теорії вимагає, щоб на додаток до даної «системі» був присутній «апарат», або «спостерігач», невключений в дану систему. Таким чином, в принципі, не існує «квантової механічної теорії всього світу» 109. Мудрі засновники квантової механіки - люди типу Юджина Вігнера - говорили про «розрив між системою і спостерігачем». Апарат, можливо, здійснює вимірювання, перевіряючі передбачення теорії, знаходиться в цьому розриві на боці «оглядача». Згідно власної теорії Бора щодо так званої Копенгагенської інтерпретації (яка насправді є сукупністю інтерпретацій завдяки Бору, фон Нейманом, Гейза-бергу, Вігнером і іншим; всі вони різняться в бблипей або мбниней ступеня), кожна властивість системи розглядається як має значення і існування тільки у зв'язку з конкретним апаратом вимірювання в конкретній експериментальної ситуації. Крім того, передбачається, що апарат вимірювання піддається задовільного опису (остільки, оскільки він функціонує в експерименті) з використанням мови і математичних формул тільки класичної фізики (включаючи спеціальну теорію відносності). Таким чином, з точки зору Бора, квантова механіка ие робить класичну фізику просто застарілою; швидше, вона передбачає класичну фізику в тій мерс, в якій, наприклад, було б абсурдно стверджувати, що ньютонівська фізика припускає середньовічну фізику. Використання квантової механіки для опису «систем» передбачає використання теорії, яку більшість людей вважало б несумісною з квантовою механікою, - класичної фізики - для опису її апарату! Це досить парадоксальний факт, але залежність квантової фізики від класичної фізики (в боровськой версії Копенгагенської інтерпретації) не є парадоксальною в тому сенсі, до якого я хочу привернути увагу. Я хочу нагадати зауваження, зроблене вище, про те, що, в принципі, не існує «квантової механіки всього світу». Почасти це звернення до ньютоновскому веденню - я говорю про ньютоновском баченні тому, що ньютонівська фізика володіє особливою здатністю візуалізації, у великій мірі вплинула на теологію, філософи, психологію, всю культуру, - яке представляє нам (те, що було в XVII столітті) «Божественне Бачення» Всесвіту. Універсум ~ це гігантська машина, і якщо Ви матеріаліст, то ми самі є лише підсистемами цієї гігантської машини. Якщо ж Ви картезіанський дуаліст, то наші тіла є лише підсистемами цієї гігантської машини. Наші виміри, наші спостереження в тій мірі, в якій вони можуть бути описані фізично, являють собою просто взаємодії всередині цілого пристрою. Мрія про картину універсуму, яка буде настільки Повної, що дійсно буде включати теоретика-спостерігача, що створює картину універсуму, є мрією як фізики, так і метафізики (або фізики, яка раз і назавжди робить метафізику непотрібної). Навіть дуалісти типу Декарта мріють про це, вони просто відчувають, що ми повинні мати додаткове фундаментальне знання, фундаментальну науку Психологію, щоб описати «душу, свідомість або інтелект» і зробити нашу мрію реальною. Ця мрія постійно присутня в західній культурі з XVII століття. Можна уявити її як мрію науки, яка не залишає нічого за своїми межами і тому зачіпає будь-які парадокси. Кожен, хто хоч одного разу працював, експериментально або математично, з дійсною науковою теорією, повинен був сприйняти цю мрію. Однак Копенгагенська інтерпретація Бора являє собою саме зпгу мрію! Як і Кант, Бор відчуває, що світ «сам по собі» знаходиться за межами можливостей людського розуму в його відображенні; новий поворот, який Кант ніколи не прийняв би, полягає в тому, що, згідно Бору, навіть «емпіричний мпр», світ нашого досвіду не може бути повністю описаний за допомогою тільки однієї картини. Замість цього ми повинні використовувати «додатково» різні класичні картини, перевіряти їх у різних експериментальних ситуаціях, перевіряти часткові картини иа тлі інших і виробляти ідею єдиного уявлення, що описує всі ситуація. Ідеї Бора є найвищою мірою суперечливими і залишаються такими донині. Одна з уномянутих мною ідей про те, що квантова механіка по суті своїй передбачає використання класичної фізики (для опису апарату виміру), як мені видається, втратила своє значення. Класична робота фон Неймана ноказала, як можна проаналізувати вимірювання в поняттях чисто квантової механіки *. Однак «розрив між спостерігачем 'Neumann J. von. Mathematical Foundations of Quantum Mechanics. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 1955. Я обговорюю точку зору Неймана у своїй книзі «Quantum Mechanics and the Observer», гл. 14 ї системою »виявився глибшим, і саме цей розрив, а також ідея віднесеності фізичних понять до експериментальної ситуації лежать в основі інтерпретації Бора. Для того щоб побачити, як далеко хочуть піти опоненти Копенгагенської інтерпретації, я нагадаю про проблему, що з'явилася відразу ж у зв'язку з поглядами прихильників Копенгагена, а також про антікопенгагенском відповіді на цю ж проблему, який, однак , з'явився через багато років. Припустимо, що у мене є система, описана настільки повно, наскільки це під силу квантовій механіці. У квантовій механіці опису називаються «станами» 110; найбільш повне, з формальної точки зору, опис називається «максимальним станом» (а також «хвильовий функцією» або «пси-функцією»). Для ясності представимо систему атома радію в стадії радіоактивного розпаду. Дещо спрощуючи проблему, скажімо, що в майбутній час t атом може перебувати або в початковому стані А, або в стані «розпаду» В. (Іншими словами, атом може випустити або віддати Богові один або більше квантів радіації). «Недетерміністіческій» характер теорії абсолютно не відображається в математичному формалізмі! Математично формалізм - знамените рівняння Шредннгера - говорить про те, що атом здійснює перехід від вихідного стану А в новий стан А '. Те, що атом може розпастися (стан В) або залишитися незмінним (стан А) відображається не за допомогою статистичного елемента в самому рівнянні Шредннгера, як можна було б очікувати в разі нормальної стохастичною теорії, а скоріше за допомогою факту, що новий стан А ' є, в певному сенсі, «суперпозицією» двох протилежних можливостей Am В. Цією властивістю теорії з самого початку скористалися опоненти Копенгагенської інтерпретації: серед опонентів були як Ейнштейн, так і сам Шредінгер. «Подивіться, - говорили вони, - так звана" суперпозиція "А і В у дійсності зовсім не є повним описом. Коли Ви говорите, "система буде перебувати в стані А" це означає, що система буде перебувати або в стані А, або в стані В. Квантова механіка є просто неповним описом фізичної реальності. Її так звані "максимальні стану" типу А 'є тільки частковими опіЦніямі ». Захисники Копенгагенської інтерпретації 111 заперечували, що пророкування, що, атом переходить у стан А 'ставиться до того, що станеться з атомом, коли він буде ізольований - a fortiori коли не робиться ніяких вимірів. Якщо вимірювання робиться під час t, то воно «перекидає» систему або в стан А, або в стан В. Детерміністський перехід А А ' управляє революцією ізольованого атома радію. (Цей перехід є настільки «некласичним», що будь-яка спроба його реального відображення є невідповідною, як кажуть захисники Копенгагенської інтерпретації). Стохастичний перехід А 'йди А йди В управляє виміром взаємодії. (Цей стохастичний перехід являє собою знаменитий «колапс хвильового пакету».) Я повинен вибачитися перед НЕ-науковцям читачем за удавану відхилення в технічні деталі; те, що я викладаю, не є описом наукової теорії; це подання дивного події в недавній історії науки, значення якого повинен оцінити сам читач. Подія, про яку я говорю, являє собою появу кілька років тому в квантовій механіці так званої Інтерпретації Множинності Міров. Ця інтерпретація, запропонована Еверетом і Де Віттом 7 і підтримувана деякий час Джоном Унллером, продовжує мати захоплених Прихильників серед квантових космологов. Однак, це більше схоже на історію з останнього бестселера з наукової фантастики, ніж на теорію, развиваемую серйозними вченими. Те, про що повідомляє теорія, може бути пояснено (неформально, зрозуміло) за допомогою мого прикладу з атомом, що проходить або іепроходящім через період радіоактивного розпаду. Згідно Інтерпретації Множинності Міров, весь космологічний універсум являє собою «систему» в квантів про - м еханіческом сенсі. Таким чином, «розрив між спостерігачем і системою» просто відкидається. Ця інтерпретація прагне відновити властивість ньютоновского світогляду, про який я говорив як про «Божественному Вйденіі» світу, відновити це властивість, мабуть, будь-яку ціну. Більше того, відповідно до цієї інтерпретації, рівняння Шредннгера ® є рівнянням, керуючим лише фізичними процесами - універсум розвивається детерминистически, відповідно до цієї Точці зору; думка, що індетермінізм характеризує квантову механіку, Також відкидається. Не існує «редукції хвильового пакету». Те, що відбувається В експериментальній ситуації типу описаної вище, згідно Інтерпретації Множинності Міров, не є недетерміністіческім «стрибком» універсуму в стан А або В при проведенні вимірювань а являє собою «поділ» універсуму на два паралельні світи (математично один з них представлений «відносним станом »А, інший -« відносним станом »В). В одному з цих «паралельних мпров» або «гілок» атом розпадається, в футом - ні. Але як бути з спостерігачем, задаю я собі питання? Припустимо, якщо я спостерігач, то, згідно Еверет, де Вітта та іншим, я буду мати «два" Я "в майбутньому» Під час t. Кожне з моїх майбутніх «Я» буде помилятися. Буде існувати два Хіларі Патнема: один - що переживає «світ, в якому атом не розпадається», інший - що переживає «мпр, в якому атом розпадається»! Як філософ, я захоплений появою Інтерпретації Множинності Міров як культурного феномена. Це так схоже на те, що ми спостерігаємо знову й знову в історії метафізики! Відомий поет (Дерек Уолкот) одного разу пожартував: «Яка різниця між філософом і правителем?». Відповіддю є каламбур: «Правитель витягнеться на один фут, а філософ - на будь-яку довжину». Але каламбур містить в собі глибоке спостереження: частиною нашої філософської традиції є те, що, принаймні, один тип філософів піде на все, щоб зберегти те, що вважає головним метафізичним принципом, принципом, «необхідним» в особливому, філософському, сенсі « необхідного ». Вражаюче спостерігати зухвалу метафізичну систему, несподівано народжену в дискусії фізиків з приводу того, як розуміти найбільш глибоку і точну фізичну теорію, якою ми володіємо. Очевидно, що ніхто не пропонував настільки екстремальну версію, як Інтерпретація Множинності Міров до тих пір, поки не були розглянуті і відкинуті багато інших, більш-менш екстремальні версії. Я не буду надавати особливого значення тому, що тільки мала кількість, дуже мала кількість фізиків відчувають сьогодні дискомфорт у зв'язку з Копенгагенської інтерпретацією. Однак, існує і завжди існувало меншість фізиків, включаючи Ейнштейна і Шредннгера, які і справді відчували дискомфорт і які намагалися і намагаються виробити «Божественне Вйденіе», з тим щоб усунути «розрив між системою і спостерігачем». Спочатку опоненти квантово-механнческой ортодоксії звертали особливу увагу на так звані «приховані параметри». Тільки у світлі невдачі або того, що наукове співтовариство сприймає як невдачу, цих численних спроб відновити фізичну концепцію Божественного Вйденія в рамках моделі квантової механіки, можна зрозуміти, чому існує спокуса хоч одного разу спробувати що-небудь настільки метафізично драматичне, як Інтерпретація Множинності Міров. У Інтерпретації Множинності Міров ие існує «прихованих змінних» - кожен факт повністю описується «максимальним станом» всього універсуму з усіма його «гілками». Звичайно, багато фактів є «прихованими» з точки зору якогось певного «Я», Однак, жоден факт не прихований від Бога чи від якогось всеведающего Розуму, оскільки всеведающего Спостерігач знає «функціональний стан всього універсуму» і те, що функціональний стан кодує «сю інформацію 0 всіх« гілках », всіх« паралельних світах ». Воно кодує всі у старому доброму повсякденній мові квантової механіки, мовою «складових» ие існує доповнення за допомогою «прихованих параметрів», які не описувалися б у готівковому формалізмі. Звичайно, це дивний сенс «відсутності прихованих параметрів», принаймні з точки зору непрофесіонала. Всі паралельні світи та інші «Я», які я не Мощі спостерігати, чи не є вони, мстивими «прихованими параметрами»? Не є, з точки зору всеведающего Квантового Фізика, - адже ця інтерпретація і намагається представити точку зору всеведающего Квантового Фізика. Отже, в даній інтерпретації не існує «нелокальних дій» - поділ світу иа паралельні світи псує доказ Теореми Белла, - і, зокрема, не існує «редукції хвильового пакету». Використовується просторово-часова структура релятівісткой фізики (яка є особливо привабливою для космологов), а також класична логіка. Єдина пробле- ма залишається ": вся розмова про« інших світах »є, зрештою, тільки картиною", картиною, яка, якщо ми її приймаємо, не дає нам нічого, крім метафізичного комфорту. Ця дика онтологічна екстравагантність насправді анітрохи не змінює фізичну практику. Вона тільки запевняє нас у тому, що Божественне Бачення залишається можливим. Насправді це не так. Насамперед, ми не відчуваємо, що можемо повірити цій картині. Навіщо потрібна метафізична картина, якої ніхто не вірить? Я почав своє есе з цитати Ніцше. Сподіваюся, що розглянута дискусія ілюструє істинність афоризму, взятого мною за об'єкт роздумів: «чим більшу область охоплює наука, тим більше парадоксів оіа зустрічає». Дійсно] Квантова механіка є блискучим прикладом розвитку, в якому збільшується розуміння може представляти світ все більше парадоксальним чином. Хотілося б попутно привести зовсім іншу ілюстрацію того ж самого факту. Але перш ніж я покину квантову механіку, розглянемо коротко природу що полягає в ній парадоксу. Проблема часто формулюється як конфлікт між нашим бажанням інтерпретувати квантову механіку реалістично і нашим бажанням зберегти принцип, що забороняє посилати причинні сигнали швидше світлових. Однак подібний спосіб пояснення того, що є парадоксальним в сучасному розумінні квантової механіки, виявляється занадто формальним. Розгляду парадоксу як «конфлікту між реалізмом і локальностью» я віддаю перевагу повернення до тієї форми дискусії, коли Бор першим запропонував свою версію Копенгагенської інтерпретації. Незважаючи на те, що фон Нейман не прийняв твердження про те, що класична фізика повинна використовуватися з боку «спостерігача» в «розриві між системою і спостерігачем», він, як і всі захисники Копенгагенської інтерпретації того часу, безсумнівно, був згоден з тим, що такий розрив існує. Я припускаю, що - Н це дійсно відчувалося у той час - була необхідність у присутності такого розриву, що і є найбільш парадоксальною рисою теорії. «Локальність» входить в дискусію, коли ми розмірковуємо про ТОЦ, чи можемо ми змінити або переінтерпретіровать теорію таким чином, щоб уникнути необхідності розриву, але так відбувається і з багатьма іншими проблемами (чи можемо ми змінити класичну логіку? Або класичну теорію ймовірно- сти 113? чи можемо зрозуміти «паралельні світи»?). Хоча в останні десять років дискусія зосередилася на локальному і Теоремі Белла, ці проблеми розглядаються як утворюють технічна підстава проблеми. Парадоксальним є результат, необхідність визнати розрив між спостерігачем і системою в будь-якому квантово-механічному описі фізичної реальності. Ми сприймаємо це як парадокс саме тому, що допустити розрив між спостерігачем і системою означає, як я сказав спочатку, відкинути велику мрію »мрію про опис фізичної реальності як існуючої поза спостерігача, описі, яке є об'єктом в сенсі існування безвідносно до« конкретній точці зору ». Коротше кажучи, я стверджую, що це конфлікт з «реалізмом» в тому сенсі, який ми розглядаємо як парадоксальний; наше небажання відкинути нашу віру в локальність добре усвідомлюється на тлі того, що фізики відмовляються відновити «реалізм» простим допущенням деякої ad hoc нелокальної теорії в ім'я задоволення нашого дискомфорту; однак, повинно бути само собою зрозумілим, що ad hoc способи виходу з парадоксальної ситуації неприйнятні.
|
||
| « Попередня | Наступна » | |
|
|
||
Інформація, релевантна "Частина перша. РЕАЛІЗМ" |
||
|
||