М.Э. Омельяновский

М.Э. Омельяновский, академик АН УССР, был одним из наиболее влиятельных советских философов естествознания в 60-70-х годах. В 40-х годах Омельяновский помог создать сильную школу философии естествознания в Киеве, а после своего переезда в Москву в середине 50-х годов он стал наиболее важной фигурой в успешных усилиях по ликвидации урона, нанесенного философии естествознания сталинизмом и в деле укрепления союза естествоиспытателей и философов[856]. Как показывают выпущенные им до 1948 г. публикации, он понимал современную физическую теорию и полностью признавал ее значение для философии естествознания, несмотря на то что подвергался политическому давлению в период 1948–1956 гг.[857] Вскоре после обличения сталинизма на XX съезде КПСС в 1956 г. Омельяновский опубликовал важную статью, призывающую к новому подходу к диалектическому материализму[858]. В личной беседе со мной он оценивал эту статью как один из важнейших поворотных пунктов его профессионального развития. Как руководитель сектора философских вопросов естествознания в Институте философии АН СССР, Омельяновский организовал после 1956 г. множество конференций и публикаций коллективных трудов, в которых участвовали известные философы и естествоиспытатели. Например, в 1970 г. Омельяновский выступает ответственным редактором интересного сборника статей по философии естествознания под названием «Ленин и современное естествознание», в котором были представлены статьи многих известных советских и зарубежных ученых[859]. Омельяновскому также удалось привлечь в Институт философии несколько перспективных молодых специалистов с опытом научной работы, которые подходили к проблемам философии естествознания намного более открыто, чем многие из философов предшествующих поколений. После смерть Омельяновского в 1980 г. влияние его продолжалось среди его учеников, и оно остается заметным до сих пор.

В 1956 г. Омельяновский опубликовал книгу «Философские вопросы квантовой механики», которая является его наиболее значительным вкладом в советскую марксистскую интерпретацию квантовой механики[860]. И хотя взгляды, изложенные Омельяновским в этой книге, позже претерпевали у него изменения, так же как это было и в случае с его книгой 1947 г., но работа 1956 г. утвердила его в качестве основного советского интерпретатора квантовой механики на протяжении оставшихся 50-х годов. Омельяновский не соглашался полностью ни с одним советским или зарубежным физиком, но его интерпретация была ближе всего к интерпретации Блохинцева. Среди физиков он ставил себя, конечно, в наибольшем отдалении от копенгагенской школы (к которой он относил в первую очередь Фока), менее сильно, но все же заметно отдалялся от «материалистических» западных физиков, таких, как Бом и Вижье, и менее всего, но все еще ощутимо — от Блохинцева.

Омельяновский рассматривал полемику в квантовой механике как одно из самых новых направлений давней борьбы между материализмом и идеализмом, прямо связанной с классовыми интересами. Он утверждал, что «концепция дополнительности выросла из реакционной философии махизма-позитивизма. Эта концепция чужда научному содержанию квантовой механики… Не случайно к Иордану, который, ссылаясь на Бора и Гейзенберга, „ликвидирует материализм“, присоединились Ф. Франк, Г. Рейхенбах и другие современные реакционные буржуазные философы» (с. 27). Выдвинув такой упрощенный анализ отношения философии и экономического строя, Омельяновский тем не менее перешел к теоретическим проблемам физической интерпретации квантовой механики в соответствии с диалектическим материализмом.

Омельяновский полагал, что такая интерпретация должна исходить из следующих основных положений, которые он рассматривал как необходимые для любого диалектико-материалистического взгляда на микромир: 1) микроявления и их закономерности существуют объективно; 2) макроскопические и микроскопические объекты качественно различны; 3) несмотря на их качественное различие, не существует непреодолимых различий между микромиром и макромиром, и все свойства микрообъектов так или иначе проявляются на макроуровне; и 4) нет пределов человеческому познанию микроявлений. Омельяновский пытался использовать первое и четвертое положения в качестве основных для критики «физических идеалистов» копенгагенской школы, а положение второе — для критики неправильно ориентированных, но добросовестных критиков копенгагенских положений, надеявшихся на возврат к законам классической физики.

В 1956 г. Омельяновский критически относился к понятию дополнительности, которое, по его словам, проистекало из преувеличения Бором и Гейзенбергом значения соотношения неопределенности. Первым шагом в этом преувеличении было поднятие соотношения неопределенности на более высокую позицию «принципа неопределенности». Омельяновский принимал соотношение неопределенности как научный факт, но утверждал, что этот физический факт сам по себе ничего не говорил о «неконтролируемом воздействии» прибора, на чем как раз и основывал Гейзенберг «принцип неопределенности» (с. 74)[861]. Именно такой взгляд на роль прибора Омельяновский рассматривал как непосредственно ответственный за дополнительность. Используя термин «соотношение неопределенности», он отказывался употреблять выражение «принцип неопределенности», заменяя его «соотношением Гейзенберга». Мнение Омельяновского о «соотношении Гейзенберга» ясно раскрывается в его замечании: «Соотношение, обоснованное Бором и Гейзенбергом путем анализа некоторых мысленных экспериментов, — мы его назовем соотношением Гейзенберга — не имеет физического смысла и представляет собой „принцип“, затемняющий содержание квантовой механики в духе субъективистской концепции дополнительности» (с. 71). В свою очередь, недостатком дополнительности было то, что в ней характеристикам атомных объектов, являющихся в квантовой механике действительным объектом изучения, уделялось меньше внимания, чем роли измеряющего прибора. Позиция Омельяновского, в которой игнорировалось стремление многих членов копенгагенской школы, включая Бора, к приданию соотношения неопределенности не измеряющему прибору, а просто несуществованию физических значений сопряженных параметров, сводилась, таким образом, в первую очередь к критике мнимого субъективизма в измерении.

Последний раздел своей книги Омельяновский посвятил обсуждению детерминизма и статистических законов. По его мнению, квантовая механика ни в коем случае не угрожала детерминизму как основному принципу природы. По этому вопросу он соглашался с П. Ланжевеном: «То, что понимается в настоящее время под кризисом детерминизма, представляет собой на самом деле кризис механицизма…» (с. 32). Согласно Омельяновскому, детерминизм отлично сочетается со статистическими законами. Более того, Омельяновский рассматривал статистические законы квантовой механики не как результат неконтролируемого воздействия измерения (Гейзенберг), не как результат индетерминизма, управляющего отдельным микрообъектом (Рейхенбах), не как результат скрытых параметров (Бом), не как результат взаимоотношений между микроансамблем и его макроокружением (Блохинцев), а, вместо этого, как результат того, что он называл «особенные корпускулярно-волновые свойства микрообъектов». Такая позиция, согласно Омельяновскому, не отвергала существования скрытых параметров (в противоположность фон Нейману), хотя и не давала надежды на их существование, и в ней не предполагалось, что открытие скрытых параметров выльется в классическое описание микрообъектов, на что, по мнению Омельяновского, надеялись Бом, Вижье и позднее де Бройль. Так, Омельяновский завершил сооружение своей интерпретации квантовой механики, которая являлась структурой, почти полностью состоящей из заявлений о том, что не является квантовой механикой, но дававшей слишком мало намеков на то, что же ею является. В ответ на вопрос «Что есть квантовая механика?» Омельяновский мог лишь процитировать первый из его четырех пунктов, а именно: что это есть изучение объективно существующих микрообъектов и их закономерностей. С этим пунктом соглашались все советские интерпретаторы квантовой механики.

В последней части своей жизни Омельяновский изменил свою позицию в направлении от Блохинцева к Фоку. В 1958 г. на Всесоюзном совещании по философским проблемам современного естествознания[862], которое проходило в Москве, Омельяновский изменил свою точку зрения на смысл волновой функции. На конференции он заявил, что «волновая функция характеризует вероятность действия индивидуального атомного объекта», в то время как раньше он полагал, что это может быть применимо лишь к ансамблям Блохинцева. Это описание было очень похоже на заявление Фока относительно смысла волновой функции. В дальнейшем изложении своей интерпретации Омельяновский показал, что он также принял фоковское различение между «потенциально возможным» и «актуально существующим». Позже, на XIII Всемирном философском конгрессе в Мехико-Сити (1963 г.), он еще более сблизился с Фоком, приняв дополнительность и даже утверждая, что она основана на диалектическом способе мышления, — это следует из того, что «мы имеем право сделать два противоположных, взаимоисключающих утверждения относительно одного атомного объекта»[863].

В 1968 г. в статье по философским аспектам измерения в квантовой механике Омельяновский полезным и интересным способом подчеркивал, что в противоположность общепринятым взглядам, «никакого неконтролируемого взаимодействия между микрообъектом и прибором… не существует»[864]. Если рассматривать кристаллическую решетку как измерительный прибор для электрона, то до прохождения через нее электрон находится в состоянии с определенным импульсом и неопределенной координатой; после прохождения же решетки электрон находится в состоянии с определенным положением и неопределенным импульсом. Таким образом, измерение меняет состояние микрообъекта, но это изменение не есть результат воздействующей на объект силы, такой, как гравитационная или электромагнитная. Сама решетка не направляет никакую силу на проходящий сквозь нее электрон. Скорее воздействие измерения происходит из самой корпускулярно-волновой природы микрообъекта. Омельяновский особенно наглядно продемонстрировал свою позицию, использовав аналогию: «Изменение квантового состояния под влиянием измерения похоже на изменение механического состояния тела в классической теории, когда переходят от одной системы отсчета к другой, движущейся относительно первой»[865]. Это объяснение Омельяновского, находящееся в согласии со взглядами Бора, которые он имел незадолго до смерти[866], является большим шагом на пути разрешения многих споров о «неконтролируемости» измерительных приборов в квантовой механике.

В то же время, когда Омельяновский менял свою точку зрения на интерпретацию квантовой механики, некоторые другие советские ученые заинтересовались философскими проблемами квантовой механики. Некоторые из них проявляли интерес к «теории двойного решения» де Бройля, к подходу со скрытыми параметрами, который пришел на смену его ранней теории «волны-пилота»[867]. Другие искали подходы к единой теории, объединяющей области квантовой теории и теории относительности. Такие попытки делались и в других странах, где они, оставаясь интересными, были, однако, такими же неудачными. Обсуждая новые подходы, советские авторы приучались пользоваться понятиями, которые автоматически вызывали бы подозрение в конце 40 — начале 50-х годов, как это было в случае с теорией конечной Вселенной или гипотезой о том, что в «интерьере» микрочастиц будущие события могут влиять на прошлые. В 1965 г. ветеран-философ Э. Кольман опубликовал в «Вопросах философии» статью, в которой он призывал к полной свободе для советских естествоиспытателей заниматься такими теориями; естественно, замечал он, такие представления «дадут повод идеалистам искать в них аргументы в пользу своей точки зрения. Но это не должно служить поводом для того, чтобы отклонять эти „нелогичные“ концепции с порога, подобно тому, как это имело место в отношении теории относительности, кибернетики и других со стороны некоторых консервативно мыслящих философов и естественников, Сами эти концепции в идеалистических интерпретациях неповинны. Задача философов и естественников, стоящих на позициях марксистского мировоззрения, дать им научную, диалектико-материалистическую интерпретацию»[868].

В начале 70-х годов в советских воззрениях на квантовую механику произошло несколько изменений, хотя и не было выработано существенно новых теоретических позиций. Наиболее обнадеживающим изменением было улучшение в тональности большинства советских работ по этой теме; почти все статьи и книги, опубликованные в то время научными издательствами, были действительно философскими, а не идеологическими по подходу.

Однако не следует думать, что одновременно с предоставлением советским дискуссиям по квантовой механике все большей свободы от политического воздействия все советские интерпретаторы приблизились во взглядах к позициям общепринятой копенгагенской интерпретации. Некоторые советские авторы вновь обратились к критике копенгагенской школы, но это уже делалось на более высоком интеллектуальном уровне, чем в начале 50-х годов. Одним из таких авторов был советский физик А.А. Тяпкин, который в 1970 г. опубликовал интересную статью в сборнике докладов, прочитанных на конференции в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне[869]. В конференции приняли участие физики из Дубны, философы из Института философии АН СССР и ученые из многих советских университетов. Подобно Блохинцеву в его наиболее творческие моменты, Тяпкин верил в возможность создания неизвестной, более полной теории квантовой механики. Преимущество этой новой теории, согласно Тяпкину, было бы главным образом философским, так как она не предсказала бы ни одного эффекта или результата измерения, которые бы уже не были предсказаны существующей квантовой теорией (с. 152). Амбиции Тяпкина были одновременно великими и скромными; с одной стороны, он хотел сделать, по-видимому, невозможное — дать статистическое описание явления, которое, как он сам соглашался, было в принципе «ненаблюдаемо»; с другой стороны, он признавал, что, если и достигнет своей цели, это никак прямо не повлияет на существующие квантово-механические вычисления. Ее главным достоинством было бы то, что она помогла бы убрать из физики позитивистский лозунг: «Не измеряется — значит, не существует» (с. 144). Тяпкин утверждал, что марксистские философы и физики должны объяснить неподдающиеся измерению интерфеномены квантовой физики в объективных терминах, даже несмотря на правоту Бора, утверждавшего в дискуссии с Эйнштейном, что существующая квантовая механика полна, в смысле предсказания всех фактов измерений[870]. Но, согласно Тяпкину, она все же была неполной в более широком смысле: она не пыталась описывать движение микрообъектов в промежутках времени между измерениями. Как и Эйнштейн, Тяпкин был уверен, что какое-то движение имеет место в этих интервалах и задача физика не будет выполнена, пока он не даст описания этого движения.

Тяпкин был уверен, что более расширенная теория не только необходима, но и возможна. Одним из критериев, которому она должна удовлетворять, было, по его словам, необходимое наличие в ней однозначной сочетаемости со всей структурой предсказания измерения, которая вытекала из современной теории (с. 152). Тогда он предложил вполне естественный «обратный путь» отыскания ненаблюдаемой функции распределения вероятности, исходя из анализа аппарата существующей квантовой механики (с. 153). В прошлом подобные попытки неоднократно делались такими естествоиспытателями, как Вижье, Блохинцев и Дирак, но они не увенчались успехом из-за математических трудностей. Тяпкин полагал, что такое решение все же было возможным и могло в конечном счете получить физическую интерпретацию. Одной возможностью было разделение микрообъекта на дискретную частицу, с одной стороны, и непрерывный волновой процесс в вакууме, имеющий статистическое воздействие на микрочастицу, — с другой (с. 178). Такую интерпретацию не следует путать, по словам Тяпкина, с гипотезой волны-пилота де Бройля, так как целью де Бройля было динамическое, причинное, нестатистическое описание результатов измерения (с. 153). Тяпкин сохранил уверенность в правоте фон Неймана, который считал такие попытки неосуществимыми. Для Тяпкина описание как измеримого, так и неизмеримого движения микрообъектов было статистическим в самой своей основе.

В 70-80-х годах советские философы и физики продолжали публиковать большое количество работ по философским проблемам квантовой механики, сосредоточиваясь на вопросах причинности и детерминизма, а также о том, позволяют ли последние разработки в субатомной физике утверждать о форме существования материи «вне» пространства и времени[871]. Наиболее влиятельной философской интерпретацией квантовой механики в Советском Союзе продолжала оставаться интерпретация Фока (которая обсуждалась на с. 337 и далее); даже после его смерти в 1974 г. Советские философы и сегодня отдают должное фоковской теории «реальных квантовых состояний» как дальнейшему развитию копенгагенской интерпретации в направлении «освобождения ее от ряда субъективистских моментов, которые в тот или иной период проявлялись в общей позиции или отдельных высказываниях ее сторонников»[872].

В советской философии и физике остались некоторые признаки имевшихся ранее сомнений относительно квантовой механики. Печально известный термин «дополнительность», так долго встречавший сопротивление ортодоксально настроенных диалектических материалистов, теперь широко принят советскими философами естествознания, как и мнение, что квантовая механика является полной, то есть что она не будет заменена детерминистической теорией. «Причинность» и «детерминизм» были сохранены посредством их трансформации в термины «вероятностная причинность» и «нежесткий детерминизм». Однако в начале 80-х годов все еще раздавались голоса нескольких несогласных. Терлецкий (см. с. 328) полагал, что будет найдена более полная квантовая теория и идея Блохинцева о квантовых ансамблях (см. с. 330) все еще имела нескольких приверженцев. Еще одним подходом, принадлежавшим меньшинству, был взгляд Ломсадзе, пытавшегося разработать новую интерпретацию квантовой механики в рамках теории информации.

Термин «неконтролируемое взаимодействие» (между измерительным прибором и микрообъектом) остается спорным и по сей день. Одни советские философы утверждают, что Бор в последние годы своей жизни отказался от его использования, чем расчистил путь для принятия своей интерпретации в Советском Союзе. Другие советские философы убеждены, что понятие «неконтролируемое воздействие» приемлемо для диалектического материализма, будучи тщательно реинтерпретированным. Так, И.С. Алексеев писал в 1984 г., что боровское «неконтролируемое взаимодействие» лучше описывать как «частично неконтролируемое взаимодействие», так как даже в классических случаях измерения микрообъектов контроль над экспериментами всегда осуществляется в терминах только корпускулярной или только волновой интерпретации (но не обоих). Действительной неконтролируемостью, продолжал Алексеев, было бы отсутствие контроля в обоих отношениях. Таким образом, заключал он, боровская интерпретация не нарушает диалектический материализм[873].

Физиком, который в 80-е годы вполне серьезно относился к диалектическому материализму и который считал, что некоторые философы становятся слишком нетребовательными в оценке значения марксизма для науки, был В.С. Барашенков, исследователь, работавший на ускорителе в подмосковном городе Дубне[874]. В диспуте между эпистемологистами и онтологистами Барашенков занял позицию онтологистов. По его мнению, сведение диалектического материализма к философии, связанной с логикой и методологией, лишило бы его наиболее сильных преимуществ. Барашенков полагал, что позиции диалектического материализма, такие, как ленинское положение о бесконечности материи вглубь и, таким образом, о «неисчерпаемости» электрона, имели непреходящую ценность для творчески работающего естествоиспытателя. Эта позиция подтверждалась, по мнению Барашенкова, современными попытками установить, из чего состоит электрон, изучением кварков и других более элементарных составляющих материи. Барашенков признавал, что некоторые онтологисты заходят слишком далеко, превращая диалектический материализм в «натурфилософию», но он был убежден, что марксизм имеет силу не только в отношении общества, но также и природы.

Барашенков неодобрительно относился к тем философам и естествоиспытателям, которые отказывались от ленинских и энгельсовских принципов о необходимости физических описаний в терминах пространства и времени. Некоторые физики, отмечал Барашенков, утверждают, что пространственные и временные описания невозможны в квантовой механике. Эти люди, продолжал он, правильно отмечали, что отдельным частицам не могут быть приданы траектории, после чего некорректно отказывались от всей концепции пространственно-временных описаний. Этот подход, по его словам, был ошибочным, так как физики вынуждены были говорить о таких вещах, как радиусы нуклонов, пространственное распределение электрических зарядов и магнитных моментов.

Барашенков писал, что западные физики, такие, как Вигнер и Чью, ошибочно утверждали, что «пространство» и «время» являются просто свойствами вещей на макроуровне существования. Барашенков, напротив, полагал, что даже на уровне наименьших, достигнутых на сегодняшний день физиками с помощью ускорителей единиц длины и времени все же не существует причин отказываться от пространственно-временных концепций. Таким образом, согласно Барашенкову, ленинские концепции все еще сохраняют свою ценность[875].

В своих продолжающихся попытках найти подтверждение диалектическому материализму в современных физических исследованиях Барашенков резко отличался от нескольких наиболее выдающихся физиков Советского Союза. Как мы увидим ниже, одним из критиков Барашенкова стал в этом вопросе В.Л. Гинзбург, советский астрофизик международного масштаба.

Вопрос о том, может ли материя существовать «вне» пространства и времени, продолжал оставаться острым для советских философов и физиков. Вся традиция марксистского материализма, основанная на воззрениях Ленина и Энгельса на этот предмет, плохо сочеталась с понятием материи, лишенной пространственных или временных характеристик. Таким образом, преобладающая позиция среди советских философов естествознания заключается в следующем: то, что некоторые физики называют внепространственными или вневременными формами существования материи, «лишь утверждает качественное различие мега, макро- и микроскопических форм существования материи, а вернее, качественное различие теоретических уровней соответствующих физических теорий, описывающих указанные уровни строения материи»[876]. Эта формулировка хорошо сбалансировала эпистемологические и онтологическне воззрения на этот вопрос, оставляя неясным, относится ли диалектический материализм прямо к самой природе или лишь к научным описаниям природы.

Интерпретация квантовой механики все еще остается открытым вопросом не только в Советском Союзе, но и в других странах, где имеется активная заинтересованность в современных проблемах философии естествознания. Как я ранее замечал, советские обсуждения причинности, влияния наблюдателя и возможность скрытых параметров были схожи с дискуссиями во всем мире[877]. В Советском Союзе основные участники обсуждения — Фок, Блохинцев и Омельяновский — все имели разногласия друг с другом, и зарубежные интерпретаторы квантовой механики также вели ожесточенные споры.

В процессе своих исследований ученые должны выходить за пределы физических фактов и математических методов: такая теоретизация является одной из основ научного объяснения. Должен быть сделан выбор между альтернативами, которые одинаково оправданы с точки зрения математического формализма и физических фактов. И выбор этот часто основывается на философских соображениях и часто имеет философские следствия. Например, Фок в своей интерпретации квантовой механики определял «дополнительность» как «дополнительность между классическими описаниями микрочастиц и причинностью» (см. с. 334). Выбирая затем между классическим описанием или причинностью, он выбрал причинность, тем самым потеряв возможность классического описания. Он мог бы выбрать и другой путь. Это решение неизбежно определялось философией.

Советские естествоиспытатели и философы обратили внимание на важное и плодотворное понятие, когда они заметили, что даже в условиях вероятностного описания природы принцип причинности может быть сохранен. Для них отсутствие причинности в квантовой механике означало бы, что все возможные значения координаты и импульса микрообъекта равновероятны. В таком мире квантовая механика как наука была бы невозможной.

Неизвестно, сохранит ли квантовая механика ее современный математический формализм, или она получит новый формализм, позволяющий построить более детерминистическую интерпретацию квантовой механики; современные данные не слишком обнадеживающи для тех, кто желал бы найти новую область жесткого детерминизма ниже той, с которой мы работаем сейчас[878]. Если подтвердится мнение большинства ученых о необходимости вероятностной интерпретации причинности, это может оживить стародавние дебаты о детерминизме и свободе воли, в том числе и в рамках марксизма, где свобода рассматривается как знание естественных законов. Марксисты могут допустить целый спектр возможных выходов из данной ситуации, не прибегая к каким-либо сверхъестественным факторам. Эта концепция была выдвинута несколькими советскими физиологами и описывается в разделе по физиологии и психологии (см. особенно с. 197). Но полное значение квантовой механики в ее современной форме не было еще адекватно выделено специалистами в других областях, как марксистами, так и немарксистами.

Поддержит ли будущее квантовой механики пробабилистов или детерминистов, будет зависеть от науки. А пока советские философы-естествоиспытатели нашли интерпретацию (или, скорее, несколько интерпретаций), которая делает мир кажущимся для них более понятным и которая может трактовать любую из возможностей[879].