тех пор таинственной волновую механику. Эти работы, а также созданная к
тому же времени матричная механика Гейзенберга положили конец периода
анархии в развитии квантовой теории, которое началось со смелой гипотезы
Планка о квантах.
В квантовой физике того времени существовало множество противоречий.
Например, в атомной модели Бора для расчета электронных орбит
использовались законы классической механики и электродинамики, а для
объяснения устойчивости электронных орбит привлекались условия квантования.
В рамках одной и той же модели применялись положения, которые иногда прямо
противоречили друг другу.
Однако подход, развитый в 1926 году Шредингером, изначально был
попыткой перехода от корпускулярного описания электрона к чисто волновому,
и порождал свои трудности. Сложности возникали как с интерпретацией
волновой функции (в частности, при переходе к задаче с несколькими
электронами волновую функцию нельзя было отождествлять с классическим
распределением заряда), так и прежде всего с попыткой построить физическую
теорию исключительно на базе волнового представления, отказавшись от идей
корпускулярно-волнового дуализма. Выход из затруднения подсказывали
исследования процессов атомных столкновений, проведенные Максом Борном в
конце лета 1926 года. Анализ рассеяния электронов и альфа-частиц на ядрах
довольно неожиданно дал ключ к пониманию смысла волновой функции
Шредингера: квадрат ее амплитуды соответствовал вероятности обнаружения
частицы в данной точке пространства. В то время как для Шредингера волновая
функция была непосредственно наблюдаемой величиной, Борн отводил ей роль
"направляющего поля" для электронов. Такая интерпретация (получившая
название копенгагенской) поставила волновую механику на прочную физическую
основу и выбила почву из-под многих спекуляций, в том числе из-под наивных
реалистических рассуждений Шрединдерга.
Долгое время одни выдающиеся физики (Бор, Борн, Паули) придерживались
концепции, что все явления природы подлежат лишь вероятностной
интерпретации, в то время как для многих не менее выдающихся физиков нашего
столетия, в том числе многих создателей квантовой механики (Шредингер,
Эйнштейн, Луи де Бройль, Макс Планк) подобное статистическое истолкование
квантовой теории оказалось крайне неприемлемым. Они придерживались
концепции причинности и детерминизма восходящих своими корнями к
классической механике. Суть спора сводилась к следующему: является ли
статистический характер законов квантовой физики результатом неполного
знания, и не уступят ли эти законы свое место новым, не менее
детерминистским, как законы Ньютона, или вероятность лежит в основе законов
самой природы. Так во время пребывания в Копенгагене Шредингер заявил Бору:
Если мы собираемся сохранить эти проклятые квантовые скачки, то
приходиться пожалеть, что я вообще занялся квантовой теорией [7].
Для него было страшно представить, что электрон "мог прыгать, как
блоха" [7]. Широко известно выражение Эйнштейна, что "Бог не играет в
кости". Эта же мысль прослеживается в письме Дж. Франку:
Я могу еще, если на то пошло, понять, что Господь Бог мог сотворить
мир, в котором нет законов природы. Короче говоря, хаос. Но то, что должны
быть статистические законы с вполне определенными решениями, например
законы, вынуждающие Господа Бога бросать кости в каждом отдельном случае, я
считаю в высшей степени неудовлетворительным [7].
В статье "Можно ли считать квантовомеханическое описание физической
реальности полным?" Эйнштейн утверждал, что волновая механика не полна, и
со временем должна появиться статистическая квантовая теория, которая
явиться аналогом статистической механики: движение отдельных частиц должны
быть детерминированы, но вследствие большого числа частиц их ансамбли
должны описываться на основе статистики и теории вероятности [11]. То же
мнение выразил Поль Дирак (1978), считавший, что возможно в будущем
появится усовершенствованная квантовая механика, в которой произойдет
возврат к детерминизму и тем самым подтвердиться точка зрения Эйнштейна. Но
возврат к детерминизму, по мнению Дирака, возможен только ценой отказа от
каких-то основных идей, которые мы сейчас принимаем без малейшего сомнения.
Если мы вернемся к детерминизму, то нам придется каким-то образом заплатить
за это, хотя сейчас трудно предугадать, чем именно.
Ни Дирак, ни Эйнштейн не предложили альтернативной модели атомной
теории. И к настоящему моменту квантовая теория достигла такого уровня в
своем развитии, что решение проблемы вряд ли зависит только от получения
новых экспериментальных данных. Хотя, для описания явлений, в которых
участвуют видимые или осязаемые объекты, физики по прежнему используют
детерминистические законы классической механики, их отношение к
детерминизму при описании явлений такого рода существенно изменилось,
благодаря развитию идеи квантовой механики. Все происходит так, как
происходит, поскольку вероятность этого весьма высока, а вероятность того,
что может быть иначе, весьма незначительна.
Впрочем, ученым ли рассуждать о природе вероятности в описании
квантовых явлений? Да и кто согласится быть детерминированным, когда даже
пошлый электрон притендует на то, что его поведение таковым не является.
Вероятность она присуща и даже бывает различной по своей сути. В процессе
эволюции, в процессах генетической наследственности и развития можно
выделить вероятностные события с устойчивым распределением частот, и
процессы не поддающиеся детерминизации, и в таких случаях "предстоит
выяснить, какое понимание случайности в каком разделе эволюции является
главным" [13].
В своей статье "О детерминизме" Я. Лукасевич, раскритиковав закон
дедукции и принцип причинности, как фундамент детерминистского
мировоззрения, пришел к выводу, что "аргументы, извечно приводимые в пользу
детерминизма, не выстояли под огнем критики". Далее он пишет: "Несомненно
из этого не следует по меньшей мере, что детерминизм является ошибочной
точкой зрения, ошибочность аргументов не служит доказательством ошибочности
тезиса. Только одно я хотел бы сказать, основываясь на приведенной критике,
что детерминизм не является лучше обоснованной точкой зрения нежели
индетерминизм." [9].
Анализируя его статью, другой философ приходит к выводу: "Человек
действительно свободен, если он имеет власть над прошлым" [4]. И, таким
образом, встает вопрос: "Что есть прошлое?" и можно ли на него повлиять? В
последнем вопросе, считает автор, обнадеживающие результаты получал с 1953
г. французский физик Коста де Берга, проводящий идею о внутренней симметрии
между прошлым и будущим, и возможностью воздействия квантового явления не
только на прошлое, но и на будущее.
Впрочем, и без привлечения квантовомеханических явлений рассуждая о
"механизме течения времени" можно прийти к выводу, что "будущее - это
возможность, представляющая собой тенденции дальнейшего развития
конкретного материального объекта". В этой связи "нельзя не согласиться с
тем, что мы говорим о будущем, имея ввиду не вообще что-либо
несуществующее, а то, что мы надеемся видеть когда-либо настоящим" [8].
Таким образом, прослеженная многовековая история развития идей
детерминизма в философии оказывается тесно сопряженной с развитием
аналогичных идей в науке. Вряд ли современное положение в вопросе о природе
вероятности в описании реальных природных процессов, в том числе в жизни
человека, можно считать закрытым, но нельзя не отметить, что и механицизм,
и учение о причинности, и детерминизм испытали на себе глубокое воздействие
последних научных открытий.
Синергетика и детерминизм
Детерминированное и случайное
Опосредованное возможным отношение необходимого и действительного
дополняется в физике нового времени понятиями детерминированного и
случайного. Рассмотрим соотношение этих понятий для случая классического
лапласовского детерминизма. Часто детерминизм Лапласа понимают как
доктрину, согласно которой точное знание положения вещей во Вселенной в
некоторый момент времени to автоматически делает известным положение вещей
во Вселенной в любой другой момент времени. Согласно этой версии
детерминизма, знание о положении вещей в настоящем автоматически делает
известным положение вещей в сколь угодно отдаленном будущем и сколь угодно
отдаленном прошлом. Однако Лаплас на самом деле высказывается более
аккуратно [15]:
Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все
силы, одушевляющие природу и относительное положение всех ее составных
частей, если бы он вдобавок оказался достаточно обширным, чтобы подчинить
эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движения величайших тел
вселенной наравне с движениями легчайших атомов: не осталось бы ничего, что
было бы для него недостоверно, и будущее, так же как и прошедшее, предстало
бы перед его взором. .... Все усилия духа в поисках истины постоянно
стремятся приблизить его к разуму, о котором мы только что упоминали, но от
которого он останется всегда бесконечно далеким.
Лаплас говорит не только об отношении мира и нашего знания о мире, но
и о третьем элементе отношения - гипотетическом уме, бесконечно
отличающемся от нашего познающего рассудка. Во-первых, проблема состоит не
только в том, что мы знаем не все физические характеристики или знаем их
неточно, но и в том, что наш рассудок не обладает достаточной
“аналитической силой”. Как мы теперь знаем, недостаток “аналитической силы”
для анализа сложных систем касается не только вычислительных мощностей, но
и самого аналитического аппарата. Во-вторых, проблема (и, очевидно, главная
проблема) состоит в том, что мы знаем не все “силы, одушевляющие природу”.
Под силой здесь Лаплас понимает то, что сейчас называют “взаимодействием”
(гравитационное, электромагнитное, и т.д.). То есть проблема, согласно
Лапласу, состоит в том, что знание фундаментальных законов, которым мы
обладаем, остается неполным и только вероятным.
Как же мыслит гипотетический лапласовский ум? Предположим, что законы
механики Ньютона установленны и абсолютно точны. Положение тела (в фазовом
пространстве координат и скоростей) в момент времени to автоматически
