CC BY
23
ФИЛОСОФИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Реф. ст. : ПЕЧЕНКИН А. АНСАМБЛЕВАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И НАУЧНЫЙ РЕАЛИЗМ. PECHENKIN A. The Ensemble Interpretation of Quantum Mechanics and Scientific Realism // Acta Baltica Historiae et Philosophiae Scien-tiarum. - Tallinn, 2021. - Vol. 9, N 1. - P. 5-17.
Ключевые слова: копенгагенская интерпретация; скрытые параметры; марксизм; измерение; позитивизм; отношения неопределенности.
Для цитирования: Гранин Р.С. [Реф.] // Социальные и гуманитарные науки. Отечественная и зарубежная литература. Сер. 3 : Философия. -2021. - № 4. - С. 51-55. Реф. ст. : PECHENKIN A. The Ensemble Interpretation of Quantum Mechanics and Scientific Realism // Acta Baltica historiae et philosophiae scientiarum. - Tallinn, 2021. - Vol. 9, N 1. - P. 5-17.
Автор статьи Александр Печенкин окончил Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева (сейчас -Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева) (факультет органических веществ) и Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (механико-математический факультет). Защитил степень кандидата философских наук в Институте философии Академии наук СССР (в 1968 г.). Является профессором МГУ, где читает курс истории и философии науки, а также работает в Институте истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова Российской академии наук (c. 17).
Свою статью он посвятил рассмотрению интерпретаций квантовой механики. Так, преодоление трудностей, с которыми столкнулись исследователи в начале XX в. в связи с созданием сначала релятивистской, а затем квантовой механики, вынудили их развивать философию физики. Особые трудности были связаны
Гранин Р. С.
с освоением концептуального устройства квантовой механики, которая радикально отличалась от классической механики. В создавшихся условиях физики серьезно разошлись во мнениях. В возникших спорах тон задавали Нильс Бор и Альберт Эйнштейн. Оба понимали актуальность новой физики и стремились к ее развитию в связи с проблемами квантовой механики. В честь проживавшего в Копенгагене Бора развитая им в сотрудничестве с Вер-нером Гейзенбергом в 1927 г. концепция интерпретации квантовой механики стала называться копенгагенской.
Ключевыми для нее являются шесть утверждений:
1. Волновая функция относится к отдельному квантовому объекту.
2. Поведение квантовых объектов невозможно отделить от результатов измерений (принцип относительности к средствам измерения).
3. Результаты измерений, а каждое из них разрушает исходный объект, дополнительны друг к другу (принцип дополнительности).
4. Измерение вызывает коллапс волновой функции, поэтому его результаты должны описываться на языке классической до-квантовой физики.
5. Скрытые параметры физических частиц, которые позволяли бы описывать поведение этих частиц не вероятностным, а однозначным образом, не существуют.
6. Квантовая механика дает полное, исчерпывающее описание поведения квантовых объектов.
В отсутствие измерений поведение квантовых объектов характеризуется односторонне. Квантовые объекты сами по себе и измеряемые квантовые объекты являются двумя различными типами реальности. В доквантовой физике эти типы реальности не отличались друг от друга. Измерение создает новый тип реальности, как полагают «копенгагенцы». Принцип дополнительности появился у Бора как попытка осмыслить две квантовые неожиданности. Желая получить статистику измерений, физики были вынуждены манипулировать различными объектами. Каждое измерение разрушает объект. Воспроизвести его в прежнем виде невозможно, поэтому за неимением лучшего приходится оперировать объектами, лишь схожими по своим параметрам. Ситуация
осложняется также тем, что в актах измерений ярко проявляются не все признаки объекта. Как правило, отчетливо проявляют себя, говоря языком классической физики, либо корпускулярные, либо волновые свойства. Бор полагал, что он обходит все эти трудности, провозглашая принцип дополнительности. Все данные измерений следует объединять, считая их дополнительными друг другу. Иначе, как аргументирует Бор, не добиться полной картины мира. Коллапс волновой функции утверждается, так как измерение «как бы отменяет» квантовую природу объекта; он резко теряет способность демонстрировать свои интерференционные (волновые) свойства. Это означает, что результат измерения выражается языком классической физики. Но это своего рода противоречие, так как, согласно Бору, квантовая механика отменяет классическую физику, но вместе с тем не может обойтись без нее. Копенга-генцы считают, что скрытые параметры не существуют, ибо их наличие противоречит статусу волновой функции, которой нет альтернативы. Квантовое описание является полным.
Копенгагенской интерпретации квантовой механики с первых лет ее появления противопоставляли ансамблевую интерпретацию. Ее инициатором считается Эйнштейн, многолетний оппонент Бора. Приверженцем ансамблевой интерпретации был также отечественный физик Д.И. Блохинцев. В наши дни самым ярким сторонником ансамблевой интерпретации является канадец Л. Баллентайн. Основные положения последней следующие:
1. Статистическая интерпретация волновой функции Макса Борна является математической моделью результатов измерения, произведенных над ансамблем частиц.
2. Волновая функция не есть вектор состояния отдельной частицы. Представление о ее коллапсе является излишним.
3. Статистическая интерпретация волновой функции выражает объективное положение дел, не зависящее от экспериментатора.
4. Частицы обладают скрытыми параметрами, знание которых позволяет описать их поведение невероятностным образом.
Александр Печенкин рассматривает три версии ансамблевой (статистической) интерпретации квантовой механики и анализирует взаимосвязь этих интерпретаций с философией науки. Он подчеркивает специфику проблемы интерпретации квантовой механики в СССР, связанную с марксистской идеологией. Автор поясняет,
Гранин Р.С.
что рассматриваемая статья является продолжением исследования ранее проведенного им анализа ансамблевой интерпретации, возникшей в США и СССР в первой половине XX в. А. Печенкин подчеркивает, что ансамблевый подход оказался тупиком для развития трактовки квантовой механики в России. Он также утверждает, что в Советской России был использован классический копенгагенский (стандартный) подход к квантовой механике. Копенгагенский подход был разработан Львом Ландау в 19191931 гг. Он лег в основу знаменитого курса Ландау-Лифшица по квантовой механике - классического образца литературы по физике, первое издание которого вышло 1947 г. Хотя, отмечает автор, подход Владимира Фока к интерпретации квантовой механики отличается от стандартной презентации Льва Ландау и Евгения Лифшица, Фок выдвинул очень важный принцип дополнительности, который стал «твердо установленным законом природы». Фундаментальные труды Льва Ландау, Владимира Фока и Игоря Тамма - трех выдающихся умов двадцатого века - явились основанием для популяризации интерпретаций квантовой механики Ландау и Лифшицем (с. 5).
В заключение А. Печенкин подчеркивает, что его статья носит историко-философскую направленность, демонстрируя философские контексты, которые исторически оправдывали ансамблевую интерпретацию квантовой механики. Этот контекст автор характеризует как научный реализм. Причем он отмечает, что ансамблевая интерпретация в настоящее время не пользуется популярностью. Так, например, в «Стэнфордской философской энциклопедии» нет статьи «Ансамблевая (статистическая) интерпретация», хотя в ней есть статьи «Копенгагенская интерпретация квантовой механики», «Многомировая интерпретация квантовой механики» и «Модальная интерпретация квантовой механики»1. В 2001 г. рос-
1 На данный момент существует около двух десятков интерпретаций квантовой механики, наиболее распространенные из них: «никакая» интерпретация; копенгагенская интерпретация; многомировая интерпретация Эверетта; интерпретация фон Неймана - Вигнера. Менее распространенными: теория де Бройля -Бома (причинная интерпретация квантовой механики); интерпретация Блохинце-ва; объективная редукция; транзакционная интерпретация; интерпретация Фока; реляционная квантовая механика; модифицированная динамика (объективная редукция Джирарди - Римини - Вебера) и другие.
сийский журнал «Успехи физических наук» представил дискуссию вокруг статьи М.Б. Менского «Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения, новые проблемы». Было опубликовано семь работ (в основном философских) в качестве реакции на эту статью, однако в них не было сделано никаких ссылок на ансамблевую интерпретацию, которая была популярна в России в XX в. (которой придерживались Мандельштам, Никольский, Гес-сен, Блохинцев и другие). Настоящая статья, отмечает автор, также свидетельствует о кризисе ансамблевого подхода в квантовой механике XX в. (с. 16).
Р.С. Гранин*
* Гранин Роман Сергеевич - кандидат философских наук, старший научный сотрудник отдела философии Института научной информации по общественным наукам РАН.
