Проблема причинного объяснения результатов измерения канонических переменных в квантовых объектах

 

С точки зрения причинности открытым остается вопрос о статусе статистического ряда канонических переменных в микромире. Если признать ненадежность попыток избавиться от так называемого «ортодоксального» толкования квантовой механики, то особый интерес представляет вопрос о том, как следует понимать детерминизм и причинность в физике. И наоборот, если зафиксировать определенную версию детерминизма и причинности, то все внимание следует направить на подходящее переустройство самой квантовой механики так, чтобы она удовлетворяла упомянутой точке зрения. Вообще здесь намечаются три основные концепции, а именно:

а) программа-максимум, цель которой - причинное нестационарное объяснение на уровне микромира;

б) программа-минимум, чья задача сводится к причинному объяснению статистического распределения (его можно принять как первичное, т. е. не сводимое к скрытой нестатистичности);

в) концепция, согласно которой мы имеем дело с беспричинной статистикой.

В основе первой концепции лежит представление о фундаментальном характере причинной обусловленности так называемого динамического типа (или чего-то в этом роде), при которой всякое явление или изменение должно иметь свою подлежащую раскрытию причину, такой концепции придерживались, как известно, Планк, Эйнштейн, а в дальнейшем и ряд других физиков и философов. Эйнштейн пришел к выводу, что квантовая механика дает описание ансамбля систем, а не отдельных систем, для которых описание при помощи волновой функции неполно, так как оно недает представления о реальном состоянии системы. Утверждение, что средняя продолжительность жизни какого-либо радиоактивного атома не обусловлена причинно, он считал просто бессмысленным и высказывал убеждение в том, что события в природе подчиняются некоему закону, связывающему их гораздо точнее и теснее, чем мы предполагаем это сегодня, когда говорим, что одно событие есть причина другого. В связи с этим Эйнштейн полагал, что мы не остановимся на уровне субпричинности, а дойдем в конце концов до сверхпричинности. В то же время, как этовидно из других его высказываний, он учитывал возможность существования рациональной науки и при отказе от строгой причинности, ибо даже этот отказ привел к важным достижениям в области теоретической физики.

Рассмотренная программа может быть реализована различными способами, начиная со сведения квантовой механики к классической и кончая использованием новых физических концепций. В этом последнем смысле Эйнштейн ставит задачу нахождения средств для определения, отличных от тех, которые существовали до сих пор.

Идея ограниченной справедливости принципов квантовой механики (принципа суперпозиции и линейности уравнений движения) встречается у таких авторов, как Яух, Вигнер, Янассе и другие, допускающих возможность раскрытия инфраструктуры этой теории. В концепции б) рассеяние в значениях измеряемых величин связывается с обусловливающими их (случайными) причинами (типа броуновского движения). Подобные объяснения не отменяют статистического характера этих данных и вообще не касаются содержания квантовой механики, но пытаются подвести причинный фундамент под недетерминированность (или под статистическую детерминированность) наблюдаемых данных. Сюда, в частности, относятся попытки объяснить сложное поведение микрообъектов как результат взаимодействия с вакуумом.

Известно, что даже авторы, которые отрицают или ограничивают справедливость принципа причинности, также предлагают причинное (по существу) объяснение отклонения от однозначной причинной связи. Так, Бор считает причиной изменения состояния квантового объекта при измерении то обстоятельство, что описание любого физического явления следует относить к экспериментальному устройству - [см.: 13, с. 205]. В этом смысле концепцию дополнительности он рассматривает как разумное обобщение идеи причинности.

 

Вариантом подобной концепции оказывается взгляд, согласно которому в квантовой механике происходит перекрещевание двух причинных цепей, соответственно двух видов детерминизма, а именно: физического процесса и процесса измерения. Французский философ Брюнсвик утверждает, что из гейзенберговского принципа неопределенности ни в коем случае не следует крах детерминизма; он только означает, что на современном этапе нашей экспериментальной техники нас не может удовлетворить простая и догматическая форма детерминизма, Интересующегося лишь действительностью, но не познанием. Соотношение неопределенностей означает только то, что детерминизм наблюдаемого явления сам по себе есть не что иное, как абстракция, так как это соотношение неотделимо от детерминизма, управляющего актом наблюдения.

Обосновывая (или хотя бы выясняя) правдоподобность третьей концепции, полезно сослаться на параллель принимаемого здесь «беспричинного фона» и первичного беспричинного характера инерционного (прямолинейного равномерного) движения в классической механике, а также инерционного (геодезического) движения тел в общей теории относительности. В этом - один из наиболее существенных уроков по отношению к концепции причинности: раскрытие возможности существо­вания беспричинных движений (т. е. не имеющих характера изменений). Таков характер только изменений по отношению к этим движениям. По аналогии «игру случая» при измерении канонических переменных микрообъектов можно принять за что-то первичное для микромира в том смысле, что здесь «флуктуации» не только недетерминированы, но и беспричинны.

 

Заключение

 

Итак, трудности, связанные с физическим детерминизмом, оказываются, в сущности, трудностями, связанными с определенным его пониманием. Их можно преодолеть, расширив это понимание, в соответствии с современным состоянием вопроса. Здесь был рассмотрен уточненный взгляд на детерминизм, охватывающий совокупность (не исключающих друг друга) концепций. По существу, это полный набор концепций, извлеченный из характеристик, определяющих физический детерминизм. Вместе с тем правомерно различать концепции детерминизма и причинности. Констатация акаузального характера результатов измерения канонических переменных у квантовых объектов или, соответственно, невозможность причинного их истолкования рассматриваются как нарушение принципа причинности. При соответствующем (уточненном, более узком) понимании этого принципа (по аналогии с постановкой вопроса в ньютоновой динамике), как относящегося к определенным изменениям, акаузальный характер результатов указанных измерений просто остается вне сферы причинности и, следовательно ей не противоречит.

 

Список литературы

 

1. Пеликаров А. Относительность и кванты, М., 1966, с. 396.

2. Феврие П. Детерминизм и индетерминизм, 1955, с. 499.

3. Cazelle Ph., La Nouvelle Critique. Mars 1971, с 131.

4. Born M. Natural Philosophy of Cause and Chance. N.Y., 1965, с. 221.

5. Максвелл К. Материя и движение. М., 1924, с. 175.

6. Современный детерминизм и наука /Пеликаров А. Проблемы детерминизма в физике, 1975, с. 313.

7. Рассел Б. Человеческое познание. М., 1957, с. 800.

8. Поппер К. Предложения и опровержения: Рост научного знания, 1968.

9. Duhem P. The Aim and Structure of Physical Theory, N.Y., 1962.

10. Полак Л. Вариационные принципы механики. Их развитие и применение в физике. М. 1960, с. 509.

11. Ивин А. О логическом анализе принципов детерминизма, Вопросы философии, 1960, №10.

12. Терлецкий Я. П. Статистическая физика. М. 1966, с. 356.

13. Бор Н. Избранные научные труды, т.2. М. 1971.