Под знаком кванта

7 ноября 1944 г. он пишет Борну: «Большой первоначальный успех квантовой теории не может заставить меня поверить в лежащую в основе всего игру в кости». («Gott wurfelt nicht!» — «Бог не играет в кости!» — повторял Эйнштейн до конца жизни.)

За три года до смерти, 12 декабря 1951 г., он напишет Бессо: «Все эти пятьдесят лет бесконечных размышлений ни на йоту не приблизили меня к ответу на вопрос: что же такое кванты света? В наши дни любой мальчишка воображает, что ему это известно. Но он глубоко ошибается...» В своих сомнениях Эйнштейн был не одинок.

«Квантовую механику нельзя считать полностью завершенной»,— писал Планк в 1941 г.

Лауэ уже в начале 30-х годов считал толкование Бора основ квантовой механики «дурным паллиативом», а в апреле 1950 г. писал Эйнштейну: «Ты и Шрёдингер — единственные из известных современников, которые в этом деле являются моими единоверцами». Шрёдингер соглашался с ним, и когда ему указывали на успехи квантовой механики и ее повсеместное признание, сердился: «С каких это пор верность научного положения решается большинством голосов?» -писал он Борну в 1950 г.

Знаменательно, что все эти утверждения так или иначе содержат упоминание о вере. Эйнштейн и Шрёдингер, Планк и Лауэ — все они признавали могущество квантовой механики, но не верили в ее завершенность, хотя все их попытки доказать ее неполноту или противоречивость заканчивались неудачей. Их позиция требовала мужества: копенгагенская интерпретация довольно быстро стала догмой и любая попытка усомниться в ее основах могла стоить физику его профессиональной репутации. И тем не менее споры о квантовой физике продолжаются по сей день, издается даже несколько специализированных журналов, целиком посвященных проблеме интерпретации квантовой механики.

Своей ожесточенностью и непримиримостью споры эти напоминают иногда вражду религиозных сект внутри одной и той же религии. Никто из спорящих не подвергает сомнению существование бога квантовой механики, но каждый мыслит себе своего бога, и только своего. И, как всегда в религиозных спорах, логические доводы здесь бесполезны, ибо противная сторона их просто не в состоянии воспринять: существует первичный эмоциональный барьер, акт веры, о который разбиваются все неотразимые доводы оппонентов, так и не успев проникнуть в сферу сознания.

Сомнения физиков в основах квантовой механики отнюдь не способствуют укреплению доверия к ней у массы неспециалистов. Но задача истинного ученого не в том, чтобы любой ценой утвердить свои взгляды и авторитет, а в том, чтобы отыскать истину и подчиниться ей, даже если она противоречит его априорным убеждениям.

В чем суть этого нескончаемого спора? Он сродни попыткам отыскать главную истину и последнее понятие, из которых логически следуют все остальные. При всем многообразии сомнений противников ортодоксальной теории и изощренности обсуждаемых ими парадоксов суть их возражений сводится к отрицанию вероятностной интерпретации квантовой механики и принятого в ней определения «состояние физической системы».

Например, хорошо известно, что каждому радиоактивному элементу можно сопоставить характеристику — его период полураспада, то есть время, за которое распадается половина имеющихся ядер. С этим фактом согласны все — благо он легко проверяется. Однако при этом сторонники существующей квантовой механики убеждены, что период полураспада — одновременно и характеристика каждого отдельного ядра; точно так же, как 1/2 — вероятность появления герба в каждом отдельном бросании монеты. Оппоненты не согласны с этим и апеллируют к очевидности: ведь каждое индивидуальное ядро распадается хотя и в случайное, но

вполне определенное, свое время, не совпадающее со средним временем жизни ядра, которое поэтому — не более, чем удобная фикция, не имеющая отношения к физической реальности. Им отвечают, что квантовая механика запрещает использовать понятия, соответствующие ненаблюдаемым свойствам, подобным времени жизни индивидуального ядра. Но оппоненты отказываются принять это объяснение: для них оно выглядит как насмешка над здравым смыслом.

Одно из наиболее часто дискутируемых явлений — дифракция электронов при прохождении их через два близко расположенных отверстия. Обе стороны соглашаются, что след на фотопластинке может оставить только электрон-частица. Но тогда — и это рассуждение вполне логично — он должен пройти только через одно из отверстий, то есть интерференционная картина становится невозможной, поскольку она является результатом одновременного прохождения волны через оба отверстия. Сторонники традиционной квантовой механики напоминают о дуализме волна — частица и о дополнительных типах приборов. С их точки зрения два отверстия — это прибор, выделяющий волновые свойства электрона, а фотопластинка — прибор, фиксирующий его корпускулярные свойства.