Гении науки - Пайс А.
Скачать (прямая ссылка):
чтобы отдохнуть.
В 1922 году Бор получил Нобелевскую премию. В наши дни такие новости
занимают первые полосы газет. Это не всегда было так. Если вы хотите
найти первое сообщение об этом событии,
*Его древнего названия. - Прим. перев.
32 Гении науки
откройте "Нью-Йорк тайме" за 10 ноября того года на четвертой странице, и
в середине второй колонки вы прочтете следующее короткое сообщение,
цитирую полностью:
Нобелевская премия для Эйнштейна
Нобелевский Комитет присудил премию в области физики за
1921 год Альберту Эйнштейну, за его теорию относительности, и за
1922 год профессору Нильсу [яге] Бору из Копенгагена.
На традиционном нобелевском банкете Бор провозгласил "Тост за энергичное
развитие международной работы, ведущей к прогрессу науки, являющейся
одним из высших моментов существования в эти, во многих отношениях,
печальные времена"27, - слова, сказанные вскоре после окончания Первой
мировой войны.
Принцип дополнительности
В 1925 году появилась квантовая механика. В марте 1927 года Гейзенберг
сформулировал свой принцип неопределенности. 16 сентября 1927 года на
Вольтовской встрече в Комо Бор впервые сформулировал принцип
дополнительности, который представляет собой физическую интерпретацию
соотношения неопределенностей28.
С этого времени и всю оставшуюся жизнь в центре внимания Бора был язык
науки, способ нашего общения. В 1927 году он сразу же заявил о своей
главной теме:
Наша интерпретация экспериментального материала основывается,
главным образом, на классических понятиях.
Звучит просто, но, на самом деле, содержит глубокий смысл. Позвольте мне
остановиться на этом подробнее. В эпоху классической физики
справедливость теорий проверялась путем сравнения их с экспериментальными
наблюдениями, которые основывались на показаниях весов, ртутного столба
термометра, стрелки вольтметра и т. п. Явления могут быть новыми, способы
определения могут модернизироваться, но приборы должны оставаться
классическими объектами; их показания должны по-прежнему описываться на
языке классики.
Ситуация, таким образом, складывается своеобразная. Например, могу ли я
задаться вопросом, есть ли квантовые механические свойства у прибора,
скажем, вольтметра? Ответ: да, могу. Следующий вопрос: должен ли я затем
отказаться от ограниченного описания вольтметра как классического объекта
и рассматривать его с квантово-механических позиций? Ответ: да, я дол-
Так! (латЛ Указывает на важность панного места. - Поим, пеоев.
Нильс Бор, человек и его наука 33
жен. Но чтобы зарегистрировать квантовые свойства вольтметра, мне
необходим другой прибор, которым я опять снимаю классические показания.
Это можно выразить словами Бора, довольно загадочными: "Понятие
наблюдения до сих пор условно, поскольку оно зависит от того, какие
объекты включены в наблюдаемую систему"28.
Эти рассуждения привели Бора к совершенствованию языка, требуемого
квантовой механикой. Он сказал следующее (я перефразирую): вопрос о том,
является электрон частицей или волной, будет разумным в классическом
контексте, где отношение между объектом изучения и прибором либо не
нуждается в определении, либо является контролируемым. Но в квантовой
механике этот вопрос не имеет смысла. Здесь лучше спросить: электрон (или
любой другой объект) ведет себя как частица или как волна? На этот вопрос
можно дать ответ, но только в том случае, если определено
экспериментальное устройство, с помощью которого "экспериментатор
рассматривает" электрон. Вот что имел в виду Бор в Комо, где он
представил концепцию дополнительности:
Независимая реальность в обычном (т. е. классическом) физическом смысле
не может приписываться ни явлению, ни средствам наблюдения... Сама
природа квантовой теории заставляет нас считать пространственно-временную
координацию и требование причинности, союз которых является
характеристикой классических теорий, дополнительными, но
взаимоисключающими чертами
описания, символизируя идеализацию наблюдения и определения,
28
соответственно .
Позвольте своими словами выразить то, что имел в виду Бор. Поведение
волны и поведение частицы взаимоисключают друг друга. Последователь
классической физики скажет, что если два описания взаимоисключают друг
друга, то, по крайней мере, одно из них неверно. Последователь квантовой
физики скажет, что поведение объекта как частицы или как волны зависит от
вашего выбора экспериментальных устройств для его рассмотрения. Он не
будет отрицать, что поведение частицы и поведение волны исключают друг
друга, но он скажет, что и то, и другое необходимо для полного понимания
свойств объекта.
Можно сказать, что после доклада Бора в 1927 году та логика квантовой
механики, которую мы знаем сегодня, достигла своего логического
завершения. Гейзенберг29 изобрел термин der Kopenhagen Geist, дух
Копенгагена, за его фундаментально новую интерпретацию основ квантовой
физики.
Лекция Бора в Комо не разрушила, тем не менее, здания классической
