Книга Создание атомной бомбы - Ричард Роудс

по классическим законам. Это несоответствие неизбежно налагает ограничения на возможности нашего познания. Эксперимент, демонстрирующий, что свет распространяется в виде фотонов, справедлив в пределах, заданных его условиями. Эксперимент, демонстрирующий, что свет распространяется в виде волн, также справедлив в своих пределах. То же касается и частиц и волн материи. Причина, по которой оба толкования следует считать верными, заключается в том, что «частицы» и «волны» – это слова, абстракции. Мы знаем не частицы и не волны, а то оборудование, которое мы используем в своих опытах, и то, как это оборудование изменяется при использовании в них. Оборудование велико, а внутренняя структура атома мала, и между ними должен быть введен необходимый и ограничивающий переход.

Решение, продолжал Бор, состоит в том, чтобы признать разные и взаимно исключающие результаты равно справедливыми и рассматривать их совместно, чтобы создать составную картину атомной области. Nur die Fülle führt zur Klarheit: «лишь цельность к ясности ведет». Бора никогда не интересовали пренебрежительные упрощения. Вместо этого он призвал – и это слово многократно появляется в его лекции в Комо – к «отречению»[578], отречению от богоподобного детерминизма классической физики там, где речь идет о внутреннем устройстве атома. Он назвал свою «общую точку зрения» дополнительностью или комплементарностью, от латинского слова complementum, означающего «дополняющее или завершающее». Свет-частица и свет-волна, материя-частица и материя-волна – это взаимоисключающие абстракции, дополняющие друг друга. Их нельзя слить воедино, между ними нельзя выбирать; они должны существовать рядом друг с другом в кажущемся парадоксе и противоречии; но согласие с этим неприятным, не-Аристотелевым условием означает, что физика может познать больше, чем без него. Более того, как показывает в своем ограниченном контексте недавно опубликованный принцип неопределенности Гейзенберга, Вселенная, по-видимому, устроена таким образом настолько глубоко, насколько могут проникнуть человеческие чувства.

Эмилио Сегре, слушавший лекцию Бора в Комо в 1927 году, когда сам он был юным студентом инженерного факультета, просто и ясно излагает принцип дополнительности в истории современной физики, которую он написал, уйдя на покой: «Две величины взаимно дополнительны, если измерение одной из них делает невозможным одновременное точное измерение другой. Аналогичным образом, две концепции взаимно дополнительны, если одна из них налагает ограничения на другую»[579].

Затем Бор аккуратно рассмотрел по очереди все конфликты между классической и квантовой физикой и показал, что дополнительность разрешает их. В заключение он кратко коснулся связи дополнительности с философией. «Затруднения, с которыми мы встречаемся на этом пути, – сказал он, – происходят главным образом оттого, что, так сказать, каждое слово в языке связано с нашими обычными представлениями. В квантовой теории мы встречаемся с этой трудностью с самого начала в вопросе о неизбежности доли иррациональности, присущей квантовому постулату. Однако я надеюсь, что идея дополнительности способна охарактеризовать существующую ситуацию, которая имеет далеко идущую аналогию с общими трудностями образования человеческих понятий, возникающими из разделения субъекта и объекта»[580][581]. Таким образом, он снова вернулся к дилемме лиценциата из «Приключений датского студента» и разрешил ее: «я» мыслящее и «я» действующее – это разные, взаимоисключающие, но взаимно дополнительные абстракции личности.

В следующие годы Бор значительно расширил вселенский охват своей «некой общей точки зрения». Она служила ему руководящим принципом не только в вопросах физики, но и в более общих делах общественной жизни. Но она так и не заняла того центрального места в физике, которое он ей прочил. Как и следовало ожидать, значительное меньшинство физиков старшего поколения, присутствовавших в Комо, так с ним и не согласилось. Не был убежден в его правоте и Эйнштейн, когда узнал об этой концепции. В 1926 году он писал Максу Борну, рассуждая о статистической природе квантовой теории: «Квантовая механика производит очень сильное впечатление. Но внутренний голос говорит мне, что это все не то. Из этой теории удается извлечь довольно много, но она вряд ли подводит нас к разгадке секретов Всевышнего. Я, во всяком случае, полностью убежден, что Он не играет в кости»[582][583]. Через месяц после Комо в Брюсселе прошла другая физическая конференция, ежегодный Сольвеевский конгресс, который проводился на средства состоятельного бельгийского промышленника Эрнеста Сольве. В нем Эйнштейн участвовал, так же как и Бор, Макс Планк, Мария Кюри, Хендрик Лоренц, Макс Борн, Пауль Эренфест, Эрвин Шрёдингер, Вольфганг Паули, Вернер Гейзенберг и многие другие. «Все мы жили в одном отеле, – вспоминает Гейзенберг, – и самые острые дискуссии проходили не в конференц-зале, а в ресторане отеля. Бор и Эйнштейн несли главную тяжесть этой борьбы за новое истолкование квантовой теории»[584][585].

Эйнштейн отказывался согласиться с тем, что на атомном уровне нет детерминизма, что тонкая структура Вселенной непознаваема, что всем правит статистика. «“Господь Бог не играет в кости” – это выражение часто можно было услышать от него во время дискуссий, – пишет Гейзенберг. – Эйнштейн не мог поэтому примириться с соотношениями неопределенностей и старался придумать эксперименты, в которых эти соотношения уже не имели бы места». Он упорно отказывался принять принцип неопределенности и пытался придумать случаи, в которых этот принцип оказался бы неверным». За завтраком Эйнштейн предлагал очередной замысловатый мысленный эксперимент, споры о нем продолжались в течение всего дня, «…и, как правило, все заканчивалось тем, что Нильс Бор вечером за ужином был уже в состоянии доказать Эйнштейну, что очередной предложенный им эксперимент тоже не ведет к отмене соотношения неопределенностей. Эйнштейн казался несколько обеспокоенным, но уже на следующее утро у него за завтраком был готов новый мысленный эксперимент, еще более сложный и призванный теперь уж наверняка обнаружить недействительность соотношения неопределенностей»[586]. Так продолжалось в течение нескольких дней, пока наконец Эренфест прямо не сказал Эйнштейну – а они были очень старыми друзьями, – что ему за него стыдно, что Эйнштейн возражает против квантовой теории так иррационально, как возражали против теории относительности его собственные оппоненты. Эйнштейн своего мнения не изменил (и сохранил его – в том, что касалось квантовой теории, – на всю оставшуюся жизнь).

В свою очередь, Бор, хотя и был гибким прагматиком и демократом и никогда не был склонен к абсолютизму, в какой-то момент уже не мог больше слышать о представлениях Эйнштейна относительно божественных склонностей в области азартных игр. В конце концов он одернул Эйнштейна, используя его же собственную терминологию. Бог не играет в кости? «Но все-таки наша задача не может состоять в том, чтобы предписывать Богу, как Он должен править миром»[587].

6

Машины

После войны Кавендишская