Квантовая теорияи классическая физика

Классические представления, концепции, теории, поня-тия — независимо от того, о какой области духовной культуры человека идет речь,—имеют для нас, людей, живущих в XX в., не один лишь «музейный», историо-графический интерес.

Экстенсивное и интенсивное в развитии научного знания. Формальный анализ содержательного развития науки позволяет выделить в нем два качественно различных момента — экстенсивный и интенсивный. В ходе экстенсивного развития (это, конечно, идеализация) не происходит значительного обновления концептуального аппарата научных теорий. Научные теории как основные структурные единицы системы научного знания расширяют область своих приложений путем применения взаимосвязанной и устойчивой совокупности принятых принципов, законов, методов и понятий для познания все новых областей явлений действительности.

Подобная логическая ситуация описывается логическим отношением формальной импликации. Примером ее может служить отношение между ньютоновской механикой и ньютоновской теорией гравитации, где под механикой понимается исходная теория, а под теорией гравитации — теория производная. Другим подходящим примером служит отношение квантовой механики и квантовой химии. Эти примеры на самом деле не так уж и просты, поскольку содержательно ни в трех законах Ньютона не содержится его закон гравитации, ни в уравнении Шрё-дингера (основном квантовомеханическом уравнении) — сведения о структуре реальных атомов. Но ситуация осложняется в несравненно большей степени, когда речь заходит об интенсивном развитии науки, т. е. когда в пей идет перестройка логического и концептуального аппарата ее теорий. С логической точки зрения интенсивный путь развития науки предполагает разрыв дедуктивной связи между теориями. Это, конечно, не значит, что между старыми и новыми, возникающими в ходе интенсивного развития теориями вообще отсутствует какая- либо связь. Преемственность в развитии человеческого знания является непреложным принципом. В методологии научного познания она выражается принципом соот- ветвия, который используется учеными одновременно и как средство построения новых теорий, и как средство испытания последних на их истинность.

В самом деле. Дедуктивная связь между более общей (новой) и менее общей (старой) теориями означает в случае экстенсивного понимания развития научного знания, что из новой теории можно вывести старую. Например, можно предположить, что из релятивистской механики при определенных условиях (не являющихся внешними, дополнительными по отношению к ее утверждениям) вытекают формально-математическая структура и даже содержательные моменты классической механики. Но если бы указанный вывод был импликацией, то он означал бы следующее: поскольку более общая теория (релятивистская механика) как логическая посылка истинна, постольку менее общая теория (классическая механика) как заключение не может быть ложной. Но вот парадокс: классическая механика делает ложные предсказания для процессов, протекающих при скоростях, близких к скорости света. Следовательно, теория относительности ложна? Или: не работает дедуктивная связь? Или: старая и новая теории разделены между собой пе-рестройкой?

Уже приведенный пример подсказывает нам, что в ходе интенсивного развития научного знания между старыми и новыми теориями возникают такие отношения, которые не воспроизводятся простыми формулами логики и требуют для своего анализа более глубокого — содер-жательного — подхода. Ведь совершенствование произ-водных моделей, возникающих в процессе экстенсивного развития науки и имеющих практический и познаватель-ный интерес, может происходить и путем обращения к иным, отличным от исходных, теоретическим основани-ям, путем выхода за пределы исторически определенных теоретических представлений и измерительных процедур (как это имело место, например, в случае становления и развития квантовой физики).

Кульминационным моментом интенсивного развития является революция. В науке она представляет собой смену фундаментальных концепций, отрицание старых теорий новыми. Но означает ли такая смена полный разрыв между старыми и новыми представлениями и концепциями, старыми и новыми научными теориями, как считает, например, Т. Кун, или же «биологическое вымирание» старого, как полагает К. Поппер? Если бы это было так, то история со всеми ее достижениями не имела бы для нас никакого значения. И тогда, конечно, нельзя было бы говорить о какой-то ценности классиче-ских физических понятий и представлений для квантовой физики, тем более о фундаментальности первых. В действительности интенсивное развитие науки и проблематика научных революций должны анализироваться в диалектическом контексте, в контексте тезиса диалектики объективной, абсолютной и относительной истин, предложенного В. И. Лениным.

II. Бор о соотношении классической и квантовой фи-зики. Н. Бор вошел в историю культуры не только бла-годаря своей теории атома, но, может быть, прежде всего потому, что он глубоко осмыслил принципы развития физического знания. Представляя гносеологические истоки выдвинутой им концепции дополнительности, он заявлял, что «глубокий анализ любого понятия и его непосредственное применение взаимно исключают друг друга. В необходимости прибегнуть к дополнительному в этом смысле или, вернее, взаимному способу описания нас особенно убедили психологические проблемы» \ В чем же со-стояли подобные проблемы в квантовой физике?

Н. Бор писал в этой связи: «Анализ чувственных ощущений вообще показывает заслуживающую внимания не-зависимость психологических основ восприятий от пространства и времени, с одной стороны, и, имея в виду восприятия, обусловленные действием сил, от энергии и импульса — с другой»2. В квантовой физике наблюдалась сходная ситуация: пространственно-временное описание явлений отделялось от причинного (импульсно- зиергетического) их описания и даже представлялось несовместимым с ним.

Причинами такого положения дел являются, по Бору, два обстоятельства: во-первых, то, что описание любых экспериментальных установок и любых результатов на-блюдений должно производиться на понятном языке, ка-ковым является только язык классических теорий, а, во- вторых, лингвистическая и практическая обусловленность человеческого познания, определенная потребностями коммуникации4. По сути дела, первое обстоятельство является конкретизацией последнего, если учитывать, что речь идет о макроскопической природе субъекта и о том, что для выражения результатов его деятельности приходится использовать понятия и представления классической физики.

В этой связи уместно привести также следующее вы-сказывание еще одного творца квантовой физики — В. Гей- зенберга, которое содержится в одной из последних его работ: «Были... попытки,—писал Гейзенберг,— заменить традиционный язык физики с его классическими понятиями для описания явлений новым языком, который должен был бы быть лучше приспособлен к математическому формализму квантовой теории.

Характеризуя указанную выше двойственную ситуа-цию в соотношении классической и квантовой физики, другой крупный физик (и философ) — К. Ф. фон Вайц- зеккер отмечает, что, по Бору, «любое событие, о кото-ром мы можем осмысленно говорить в физике, т. е. лю-бое актуальное или возможное явление или измерение, должно описываться в классических терминах. Если это верно и справедлива квантовая теория и если „кванто- Iюе описание" означает верное описание событий квантовой теорией, то квантовое описание есть классическое описание. ,,Описание", по Бору, означает „классическое описание"» 6. Отсюда проистекает следующий парадокс: «Классические термины —это термины, определенные в классической физике. Бор сам подчеркивал, что классическая физика должна быть заменена квантовой теорией и области атомных явлений. Он полагал, что классическое описание макротел, вероятно, должно пониматься как приближенное или как предельный случай применения квантовой теории для больших квантовых чисел. Можем ли мы тогда говорить о событиях в атомах? Не является ли описание событий и явлений ограниченным приближенным языком по существу? Сам Бор был убежден, что это утверждение (т. е. утверждение об ограниченности языка описания событий или явлений.— А. П.) является необходимым условием понимания того, что квантовая теория не приводит к парадоксам и что ее так называемые парадоксы все проистекают из непонимания истины, выраженной в этом его утверясдении» 7.

Итак, если языковая ограниченность или, лучше сказать, определенность — это один из гносеологических (и практически-психологических) уроков становления кван-товой физикда, то принцип дополнительности возник, очевидно, как следствие и как средство преодоления этой ограниченности. Таким может быть, на наш взгляд, резюме позиции Н. Бора.

Попытаемся теперь прояснить логические связи, возникающие в области соотношения квантовых и классических теорий. Если квантовую теорию (например, квантовую механику) рассматривать по отношению к классической теории (тоже — механике) как более общую и потому исходную теорию, а классическую теорию — как некий предельный (производный) случай, то по модели экстенсивного развития науки получается следующее. Между указанными теориями должна иметь место дедуктивная связь, которая означает, что достаточным условием истинности классической теории является истинность квантовой теории (по определению истинностных зна- «і спий формально-логического отношения импликации: если посылка истинна, то заключение не может быть ложным, ибо из «истины» нельзя вывести «ложь»). Но вместе с тем мы знаем, во-первых, что классические предсказания явлений квантовой сферы ложны и, во-вторых (это подчеркивают Н. Бор и В. Гейзенберг), что утверждения квантовой теории нельзя формулировать вне контекста языка классической физики (на который, правда, квантовая теория накладывает ограничения в виде принципов неопределенности и дополнительности). Это означает, в свою очередь (конечно, с определенной натяжкой, т. е. с точностью до принципов неопределенности и дополнительности), что говорить об истинности ут-верждений квантовой теории можно лишь в предположе-нии истинности высказываний языка классической физи-ки. Таким образом, получается, что, с одной стороны, понятия и принципы квантовой теории несводимы к понятиям и принципам классической теории, а с другой — результаты первой не могут быть содержательно сформулированы вне контекста понятий последней. С одной стороны, квантовая теория вроде бы претендует на некое новое и более общее (по сравнению с содержанием представлений классической физики) концептуальное содержание, а с другой — это содержание эмпирически интерпретируется лишь в рамках старой, классической физики. Как тогда можно говорить о каком-то новом концептуальном содержании квантовых теорий и о научной революции, связанной с ними?

Немного о герменевтике. Вообще говоря, указанная ситуация логического и лингвистического круга не является новой для проблематики философского анализа развития познания и его средств. Подобные ситуации, возникавшие, правда, на иной — исторической, социально-гуманитарной — почве, издавна служили темой специального, герменевтического, анализа познавательной деятельности. Использовался такой анализ главным об-разом для изучения субъективных моментов этой дея-тельности, причем активность субъекта гипертрофировалась во всеобъемлющий фактор. Отрывая свой анализ от объективной реальности и материальной практики, философы-идеалисты герменевтического направления представляли деятельность познания как интерпретацию (расшифровку) смыслов текстов, вращающуюся в пре-делах так называемого герменевтического круга, т. е. круга обозначающего и обозначаемого, части и целого.

Исторически герменевтический анализ развивался не просто на социально-гуманитарной почве, но еще и в рамках противопоставления естественных и социально-гуманитарных наук как по предмету, так и по методу. Например, один из видных представителей гер-меневтического направления в буржуазной философии XIX в.— В. Дильтей утверждал: «Природу мы объясня-ем, а душевную жизнь понимаем» 8. Отсюда возникало противопоставление общественных и естественных наук. Понимание как главный метод социально-гуманитарных, исторических наук рассматривалось только в его субъективных аспектах. Онтология, фактуальная база понимания усматривалась в памятниках культуры, где, действительно, опредмечивается, отчуждается и омертвляется живая, творческая, осмысленная деятельность, т. е. в вещах и предметах, когда-то произведенных конкретными людьми и потому носящих в себе заданный ими смысл, который мояшо открыть методом интерпретации либо подогнать под современную ситуацию. В XX в. в связи с осознанием социально-исторической природы естественнонаучного познания и активной роли субъекта в этом познании герменевтический анализ стал распространяться и на естественнонаучную область.

В физике как творчестве человека (физическая реаль-ность — это не объективная реальность) основания гер-меневтического анализа мало чем отличаются от тех его оснований, из которых он исторически вырос. Здесь тоже правильно было подмечено, что описываемая (объектная) структура познания никогда не является структурой некоего «независимого» опыта, что она обычно «теоретически» нагружена, сама является когнитивной структурой. И далее, хотя в предметах неочеловеченной природы нет заданного смысла, который необходимо расшифровывать, во-первых, в физической науке существуют свои «памятники» культуры, а, во-вторых, с природой также можно наладить «диалог» посредством практической, экспери-ментальной деятельности (при этом, правда, человек, экспериментирующий с природой, обычно разговаривает сам с собой).

Герменевтики связывают лингвистические круги в познании с ограничивающей ролью традиций. Применительно к социально-гуманитарной проблематике эта роль понимается следующим образом: социально-гуманитарные дисциплины непосредственно исследуют субъективную человеческую деятельность (философскую, этическую, эстетическую, правовую, политическую, идеологическую и т. д. и т. п.), которая, однако, объективирована, опредме- чена в «памятниках» культуры, в государственных институтах, в философских концепциях, в идеологических уче- ыиях и пр. и в таком своем качестве служит для познающего и действующего субъекта как бы заданной системой отсчета. Но если мы обратимся к естественнонаучному, в частности к физическому, познанию, то и здесь обнаружим, что достижения, скажем, физиков XVII— XVIII вв. (Кеплера, Галилея, Декарта, Ньютона и др.) оказались объективированными, опредмеченными в со-ответствующих «памятниках» — в стиле мышления, со-зданном этими физиками, в созданной ими физической картине мира, или физической реальности, от чего по-следующие поколения физиков были вынуждены оттал-киваться именно как от реальности. В современной фи-зике роль ограничительных для ее познания традиций выполняют, например, принципы инвариантности (зако-ны сохранения) или введенная еще Ньютоном концепция динамического закона. В. Гейзенберг комментировал эту познавательную ситуацию в физике следующими словами: «Всякая научная деятельность может быть определена лишь вопросами, на которые мы пытаемся ответить. Но чтобы сформулировать эти вопросы, нам нужны понятия, при помощи которых мы могли бы ближе подойти к интересующим нас явлениям. Обычно эти понятия берутся из истории науки; они подсказывают нам возможную картину явлений. Но если мы намерены вступить в новую область явлений, эти понятия могут превратиться в набор предрассудков, скорее тормозящих прогресс, чем помогающих ему. Однако и в этом случае мы вынуждены использовать их и не моя^ем преуспеть, отказавшись от понятий, переданных нам традицией» 9. Это очень мудрые слова.

Таким образом, герменевтическое «кружение» возможно и в рамках физического мышления. Примером его может служить, на наш взгляд, и «круг» во взаимоотношениях квантовых и классических физических теорий. Как же вырваться из этого «круга»?

Что мы могли бы возразить Бору (и Гейзенбергу)? После того как мы сформулировали основную (логическую и лингвистическую) трудность, возникающую в плоскости соотношения классической и квантовой физики, имеет смысл более подробно рассмотреть те возражения, которые предъявлялись и предъявляются в адрес копенгагенской, т. е. боровской, интерпретации квантовой механики, тем более что «круг» возникает в ее рамках. Такие возражения можно разделить по меньшей мере на три группы.

Главное возражение приводят А. Эйнштейн и сторонники его мировоззрения. Если Бор считал, что предметом квантовофизического (как и классического физического) познания служит «явление», которое должно познаваться в условиях «недвусмысленной коммуникации», то Эйнштейн полагал, что цель науки — обеспечить, как это справедливо подчеркивает американский исследователь Э. Маккиннон, «стройное мировоззрение, основанное на объективно истинных общих законах», что «явления, наблюдаемые при помощи приборов, должны объясняться скрывающейся за ними реальностью, объективно ответственной за них. Единственный способ представления такой физической реальности, имеющий шансы на успех,— это представление ее в простых, естественных и, жела-тельно, эстетических математических формах»10. Здесь цитируется не сам Эйнштейн, но, на мой взгляд, эта ци-тата справедлива. Скрытая здесь критика боровской точ-ки зрения Эйнштейном заключается в том, что Бор, по мнению Эйнштейна, недооценивал значение объективной реальности (которую он подменял реальностью физической) .

Следующая группа возражений охватывает упреки теоретикам квантовой физики, заключающиеся в том, что их область исследования постигается при помощи методов, выработанных в классической физике (скажем, при помощи вариационных принципов). И наконец, еще одна группа критических аргументов в адрес копенгагенской интерпретации квантовой механики ближе всего подхо-дит к сформулированной выше трудности соотнесения классической и квантовой теорий, оспаривая правомер-ность тезиса Н. Бора о том, что «описание эксперимен-тальной установки и результатов наблюдений должно производиться на понятном языке, надлежащим образом усовершенствованном путем применения обычной физи-ческой терминологии» п.

Рассмотрим эти возражения более подробно.

А. Эйнштейн считал, что статистическая основа квантовой механики (не отмененная и по сей день) имеет преходящее значение. Он писал: «Я... еще верю в воз- мояшость построить такую модель реальности, т. е. такую теорию, которая выражает сами вещи, а не только вероятности их поведения» 12. Это было сказано в 1933 г., но и в конце жизни позиция А. Эйнштейна по отношению к квантовой теории не изменилась, он по-прежнему признавал вероятностную интерпретацию реальности в квантовой теории неудовлетворительной. Однако эта ин-терпретация не была единственной причиной неудовлет-воренности Эйнштейна квантовой теорией. С его точки зрения, квантовая теория неудовлетворительна еще и по-тому, что она недостаточно радикально пересматривает классические понятия и представления. Можно предпо-ложить, что, по мнению Эйнштейна, именно этот недостаток порождает для квантовой теории необходимость пользоваться вероятностными концепциями и статистическими представлениями. Тем более что он — вполне справедливо—отмечал: «... в квантовой механике сохраняется классическое понятие силы и соответственно потенциальной энергии, и только закон движения заменяется чем-то совсем новым. Совершенство математического аппарата теории и ее значительный успех скрывают от нашего взора тяжесть тех жертв, которые приходится приносить для этого» 13. Путь преодоления указанных недостатков квантовой теории Эйнштейн усматривал в дальнейшем ее развитии на основе принципов атомизма: «Однако мне кажется, что в конце концов выяснится, что вместо действующей силы и соответственно потенциальной энергии... следует принять нечто, обладающее атомистической структурой в том же смысле, что и сам электрон» 14.

Итак, Эйнштейна не удовлетворяло в квантовой теории прежде всего то, что в ее описание входили без каких бы то ни было изменений и конкретизаций классические понятия (силы, потенциальной энергии и, добавим от себя, пространства и времени). Психологическая основа этой неудовлетворенности становится вполне понятной, если учесть, что эйнштейновские творения — специальная и общая теория относительности — подвергли классические понятия и представления значительному пересмотру. В особенности это касается понятий пространства и времени. В то же время квантовые теории по-прежнему используют уже ранее введенные физикой статистические концепции и пользуются также старой галилеевской концепцией пространства и времени (хотя не имеют на это право, поскольку в микромире нет ни обычных часов, ни линеек15), а релятивистские квантовые теории к тому же испытывают значительные трудности математического и логического порядка в попытках совместить основные постулаты релятивистской и квантовой физики.

Перейдем теперь ко второй группе возражений.

Известно, что в процессе построения различных кван-товых теорий использовались методы, выработанные в рамках классической науки. Так, в особенности болыноъ применение получили в квантовой физике различные вариационные принципы, открытые уже в классической физике. При этом в квантовую физику вместе с ними были перенесены и классические физические понятия, например представления о непрерывности пространства и времени, понятия траектории частицы и т. п. Однако нет никаких безусловных оснований считать, что этот перенос, эта экстраполяция классических понятий и связанных с ними вариационных принципов оправданны и что эти понятия и принципы будут хорошо работать в области квантовой реальности. Более того, общепринятая — копенгагенская — интерпретация квантовой механики приводит к определенным противоречиям, если предполагать правомерность указанного переноса.

В самом деле. При выводе, например, закона сохранения импульса из математического формализма квантовой механики используется операция взятия вариации от волновой функции по пространственным переменным. При этом подразумевается, что можно говорить о непрерывном переносе квантовой системы в пространстве (т. е. о траектории). Но ведь это бессмысленно в силу принципа неопределенности! Как тут быть?

Гейзенберг пытался разрешить это видимое противоречие, подчеркивая, что математический формализм теории не должеун связываться с его физической интерпретацией слишком жестко, поскольку такая интерпретация опосредуется многочисленными промежуточными математическими выводами. Но тогда возникает следующий вопрос: как быть с правилом логического вывода, состоящим в том, что из истинных посылок (формализм квантовой механики, опирающийся на дифференциальные операции) нельзя получить ложное заключение (т. е. утверждение соотношения неопределенностей, согласно которому для микрообъектов не существует траекторий)? Можно заподозрить, что если формализм квантовой меха- пики состоятелен, то гейзенберговские соотношения не-определенностей и утверждение об отсутствии траекторий в микромире являются не внутренними интерпретативны- ми элементами этого формализма, но, скорее, привнесенными в него извне утверждениями. Если возражения первой группы касаются мировоз-зренческого и теоретико-познавательного уровня кванто- вомеханического описания, а возражения второй группы—отношения математического формализма квантовой теории к его физической интерпретации, то третья группа критических аргументов против копенгагенской трактовки квантовой механики относится главным образом к эмпирическому уровню знания в физике микромира. Здесь центром полемики становится отмеченный выше тезис Н. Бора о том, что прибор и его показания должны описываться классической теорией.

Представители этой группы критиков копенгагенской интерпретации вполне справедливо отмечают, что кван-товая физика использует классические понятия не только на уровне теоретического описания явлений и процессов микромира, но и на экспериментальном уровне их иссле-дования. Например, в спектрометрических измерениях атомных процессов используется классический анализ интерференционной картины, чтобы связать положение наблюдаемой линии спектра с длиной волны, хотя почернения на фотопластинке вызываются, как мы считаем, вовсе не классическим электромагнитным полем, а от-дельными фотонами. При описании наблюдений квантовых объектов, пересекающих пространство рабочего вещества пузырьковой камеры, находящейся в магнитном поле, физики-экспериментаторы пользуются классической кон-струкцией траектории, хотя квантовая теория с самого начала своего существования отвергла такую конструк-цию как физически нереальную.

В рамках копенгагенской интерпретации подобный подход к экспериментальной ситуации выражается и оп-равдывается тезисом Н. Бора о том, что экспериментальная установка и результаты наблюдений должны описы-ваться языком классической физики. Однако не все физики согласны с этим тезисом. Некоторым из них он кажется искусственным (ad hoc) или априористским. В этой связи конкретные причины неудовлетворительности копенгагенской интерпретации усматриваются в сле-дующем.

Во-первых, согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики, квантовый объект и макроскопический прибор образуют неделимое целое в рамках квантового явления. «Поведение атомных объектов,— утверждал Н. Бор,— невозможно резко отграничить от их взаи-модействий с измерительными приборами, фиксирующими условия, при которых происходят явления... Недели-мость типичных квантовых эффектов проявляется в том, что всякая попытка подразделить явления требует изменения экспериментальной установки...» 16

Наблюдаемые проявления такой целостности должны быть связаны, с одной стороны, с самосопряженными операторами (на уровне математического формализма теории), а с другой — с лабораторными операциями, описываемыми на языке классической физики (уровень опыта). Однако эти требования, по мнению критиков ко-пенгагенской интерпретации, не выполнимы даже в принципе: ведь язык классической физики использует понятия, которым ничто не соответствует в объективной реальности, связываемой с микромиром. Не спасает ко-пенгагенскую интерпретацию и принцип соответствия, поскольку она не предлагает никаких математических методов, которые бы позволили сформулировать проблему соответствия между самосопряженными операторами и приборами математически. В самом деле, известно, что в квантовой теории, с одной стороны, не всякому самосо-пряженному оператору удается сопоставить наблюдаемую физическую величину, а с другой — не всем физическим величинам — поставить в соответствие самосопряженные операторы. Например, оператор хур2 — самосопряженный, но неясно, какая наблюдаемая физическая величина ему соответствует. Далее, в физике всегда считалось, что время — это наблюдаемая физическая величина, однако этой величине не удается поставить в соответствие какой-либо самосопряженный оператор. Т. е. налицо нетож-дественность Теории и опыта.

Во-вторых, копенгагенская интерпретация переоцени-вает онтологическое содержание классических физиче-ских концепций (отождествлявших физическую и объек-тивную реальность) и недооценивает активную, конст-руктивную роль языка (хотя, как мы отмечали, она, по Бору, связывает себя с языком, решая проблему значения слов в контексте их практического использования). Ведь язык классической физики, вообще говоря, не является единственно возможной конкретизацией языка обыденного (макроскопического) опыта. Даже в классиче-ской физике, например, конструкция траектории оказы-вается, если следовать терминологии А. Эйнштейна, «свободным творением разума», а вовсе не какой-то неиз-бежностью (так как буквально в реальном мире нет ни-каких траекторий, складывающихся из непротяженных, т. е. невоспринимаемых в принципе, точек).

161

6 А. И. Панченко

Наконец, в-третьих, граница между классическим и квантовым описаниями резко не определена и не совпа-дает с границей между макро- и микромиром. Это мы на- блюдаем, например, в случаях исследования таких квантовых макроскопических явлений, как сверхпроводимость, сверхтекучесть, эффект Мессбауэра, лазерное излучение. Вместе с тем любой прибор в квантовой физике должен быть чувствителен к квантовым явлениям, и поэтому его нельзя описать только языком классической физики.

Значение классических представлений для квантовой физики. Итак, на основании вышесказанного вырисовы-вается довольно-таки странная картина. С одной стороны, классическая физика, ее понятия, представления и методы фактически используются в структуре квантовофизического познания на всех его уровнях. В этом смысле ценность классических понятий, представлений и методов для квантовой физики, предпосылочиый характер первых по отношению ко второй кажутся вполне очевидными. Более того, такое использование находит в рамках копен-гагенской интерпретации психологическое, логическое, лингвистическое и практическое оправдание, которое в общем выходит за пределы самой физики: оно (это ис-пользование) признается неизбежным в силу пашей че-ловеческой определенности, в силу макроскопического характера нашей (лабораторной) практики, нашей при-надлежности макроскопической физо-, био-, психо- и со- циосфере. Но вместе с тем ясно и то, что такое исполь-зование ограничено в силу того, что объекты других сфер объективной реальности, в том числе микромира, вовсе не обязаны соблюдать традиции наших языков, психики и поступков (если бы мы жили в мире микрочастиц, наши язык и психосфера, а также и наша практика были бы, по-видимому, совершенно иными). В силу этого именно факт использования классических понятий, представ-лений и методов в целях понимания квантовофизических ситуаций вызывает наибольшую неудовлетворенность физиков и философов (критиков копенгагенской интер-претации), тем более что он приводит к различного рода гносеологическим и логическим парадоксам.

Не претендуя на решение всех имеющих здесь место теоретических и практических трудностей, укажем, од-нако, на один из возможных путей выяснения значения классических физических представлений для квантовой физики. Этот путь проходит через различение в рамках каждой отдельно взятой научной теории так называемых языковых слоев, в частности различение теоретического и эмпирического уровней описания явлений действитель- поети, и одновременно через признание теоретической нагруженности языка наблюдений.

Нам представляется, что описанный выше лингвисти-ческий круг в квантовой механике — это лишь частный пример общей познавательной ситуации. Лингвистические круги присущи, вообще говоря, ие только интерпретации квантовой теории, по и всей физике и всему развитию человеческого знания. Указанная ситуация сегодня хорошо известна философам науки (а вовсе не только герме- иевтикам), подробно описана ими на различных примерах из истории науки, и на этот счет в мировой литературе предложены многочисленные решения, исходящие из самых различных методологических и мировоззренческих позиций.

Поясним ситуацию с «теоретической иагруженностыо языка наблюдений» на одном историко-иаучиом примере. Рассмотрим интерпретацию Ньютоном проделанных им (в 1666 г.) оптических экспериментов по разложению треугольной призмой лучей белого света иа пучки цвет- пых лучей.

Описывая свои эксперименты, Ныотон использовал многие «теоретически нагруженные» (т. е. в другом, пе связанном с данными экспериментами контексте счи-тающиеся теоретическими) термины. Эта «теоретическая иагружеиность» терминов наблюдения означала, что ха-рактеристики вредметов, используемых в оптических экс-периментах, неявно включали в себя ряд дополнительных значений, отличающихся от тех, которые явно под-черкивались при назывании предметов (т. е. неявно подразумевалась апелляция к другим языковым слоям, помимо того, который фигурировал явно при назывании имени предмета). Например, призма, кроме определенной формы и вещества, из которого она выполнена (стекла), характеризуется еще (неявно) отрая^ательными свойствами. Дополнительные значения терминов, не исчерпывающиеся прямым называнием предмета, следуют, очевидно, из рассмотрения новых ее свойств путем введения новых языковых слоев, в которых формулируются различные (теоретические) законы. Но почему же тогда оказалось возможным отнести эти структурированные термины лишь к терминам языка наблюдений?

Дело в том, что Ныотон для объяснения наблюдаемых им оптических явлений разлоя^ения белого света в спектр цветных пучков ввел ряд новых теоретических терминов

6* 163 (новый языковый слой), которые не использовались теориями, определяющими смысл терминов, описывающих участвующие в эксперименте предметы (отражательные свойства призмы и пр.). В частности, к новым теоретическим терминам относится «луч» (траектория света). Благодаря этому ньютоновское теоретическое объяснение оптических явлений пе определялось значениями терминов, которые юн использовал для описания экспериментов. Можно также сказать, что если бы Ньютон придумал (опираясь на практику) для теоретического объяснения эффекта разложения света какую-то иную теорию, то при этом значения терминов наблюдений сохранились бы. Теория, которую Ньютон предложил бы для объяснения результатов своих экспериментов, все равно бы отлича-лась от теории, определяющей значения терминов, опи-сывающих вещества, из которых была сделана его экспе-риментальная установка.

По мнению американского философа Э. Нагеля, данный пример показывает, каким образом термины и предложения наблюдения могут сохранять свою независимость по отношению к альтернативным объясняющим теориям и каким образом даже «теоретически нагружен- иые» термины могут выполнять функции терминов, описывающих наблюдения и эмпирические данные. Различие теоретического и эмпирического дается здесь по функциональному признаку — исходя из того способа, каким теоретические и эмпирические термины и высказывания функционируют в практике научного исследования. Язык наблюдений используется в следующих целях: для выделения некоторого локализованного в пространстве и времени объекта или процесса чувственного опыта; для описания экспериментальной установки и способов ее использования; для фиксации результатов измерений при проверке теоретических высказываний. Теоретические же термины и высказывания выполняют в научном исследо-вании такие функции: предписание метода анализа вы-деленных в эксперименте явлений; осуществление связи между опытными результатами и текущими выводами теории; объяснение наблюдаемых явлений через законы и т. д. Нагель подчеркивает, что указанное разграничение функций языков теории и опыта не является абсолютным, оно относится к конкретному научному исследованию 17.

В современной философии науки утверждение о теоретической пагруженпости эмпирического уровня знания стало общим местом. Но при этом далеко не всегда раз- личаются уровни этой «нагружеипости». А ведь здесь можно различить по меньшей мере два уровня, два языковых слоя, которые различны по своим гносеологическим функциям. Эмпирические факты (результаты наблюдений и экспериментов) осмысливаются, во-первых, в терминах интерпретирующей теории, а во-вторых, в терминах объясняющей теории 18.

Чтобы пояснить ситуацию, обратимся к известному квантовомеханическому эксперименту с прохождением квантовых объектов через щели экрана. Интерференционная картина, возникающая в том случае, когда задействованы несколько щелей, осмысливается прежде всего в терминах классической волновой оптики, составляющей неотъемлемую часть классической физики, ибо оказывается, что квантовые объекты ведут себя в этом случае волновым образом. Вместе с тем эта картина не находит теоретического объяснения в рамках теорий классической физики, ибо, согласно представлениям последней, частицы должны вести себя как корпускулы и не могут интерферировать. Необходимое теоретическое объяснение наблюдаемого волнового эффекта опирается на кваитовоме- хаиический принцип суперпозиции состояний, сложения объективных возможностей, представляемых волновыми функциями как решениями основного динамического уравнения квантовой теории — уравнения Шрёдингера. Понятие амплитуды вероятности (это — смысл волновой функции), отражающее объективную возможность, вво-димое в теоретический арсенал квантовой физики, не имеет языкового аналога в слое классических физических понятий. Таким образом, налицо использование в структуре квантовофизического знания двух различных типов теорий: с одной стороны, классической, с другой — квантовой. И все это — в отношении одного и того же феномена, одного и того же опыта, в отношении эмпири-ческого уровня квантовофизического знания.

Важно здесь не только то, что теории (классическая и квантовая) принадлежат различным предметным обла-стям физики, но в особенности то, что они выполняют различные гносеологические функции. Первая теория носит интерпретирующий характер, дает предваритель-ное понимание, или предпонимание, физических явлений и процессов. Вторая же теория носит объясняющий ха-рактер, выполняет именно теоретическую функцию объяснения этих явлений. Она содержит концептуальный компонент знания, невыразимый, собственно, в терминах ии- терпрстирующих (здесь — классических) физических теорий.

Остается заметить, что приведенный пример не уникален. Описанная ситуация характерна и для других областей физического знания. Так, известно, что классическая волновая оптика используется для описания работы интерферометра Майкельсона, а также результатов опыта Майкельсопа—Морли по обнаружению эффектов «эфирного ветра». Эта теория выступает здесь в гносеологической функции интерпретации экспериментальной ситуации. Однако суть результатов опыта по измерению «эфирного ветра» (которая, оказывается, не зависит от человека) не определяется категориями волновой оптики. Для этой цели служат иные теории — теория «молекулярных сил» Лоренца или специальная теория относительности Эйнштейна. (Конечно, вопрос о том, какая из двух последних теорий адекватна сущности релятивистских эффектов, сам по себе очень важен, но это уже другой вопрос.) Далее. Если обратиться к анализу явления, «красного смещения» в астрофизике, то и здесь мы обна ружим ясно очерченные гносеологически неравноценные уровни использования различных физических теорий. Специальная теория относительности здесь фактически перенимает гносеологическую функцию волновой оптики (в ее отношении к анализу экспериментальной ситуации в опытах Майкельсона—Морли), т. е. функцию теории интерпретирующей, функцию предпоиимания опыта кос-мологии и астрофизики: на основе релятивистского эф-фекта Допплера она истолковывает явление «красного смещения» как свидетельство движения галактических источников света в направлении от наблюдателя. Однако суть явления «красного смещения», причину разбегания галактик, механизм этого разбегания эта теория не уста-навливает. Последнее оказывается задачей уя^е совер-шенно других теорий — общей теории относительности, теории гравитации в плоском пространстве и времени или иных альтернатив гравитационной теории Эйнштейна. (Вспомним, наконец, и то, что говорилось выше о спектрометрических измерениях, о движении элементарных частиц в пузырьковой камере, помещенной в магнитное поле, об оптических опытах И. Ньютона.) Подведем итоги. Гносеологический анализ соотноше-ния теоретического и эмпирического уровней знания ука-зывает путь преодоления различного рода логических и лингвистических парадоксов и «кругов» в физическом познании, примером которых может служить, казалось бы, противоречивое использование классических понятий, представлений, методов и теорий в структуре квантовофизического знания. Этот путь состоит в различении интерпретирующей и объясняющей функций теоретического осмысления материала наблюдений и экспериментов, в выделении различных языковых слоев в теоретическом описании физических явлений, сама необходимость чего (выделения) вызвана неисчерпаемостью объективной реальности. Ввиду этого и квантовофизические реальность и знание оказываются иерархически структурированными (они не представляют собой некое однородное целое, органически включающее в себя в качестве частного случая классическое физическое знание). Одним из их уровней как раз и является объективно-истинная клас-сическая физическая реальность. Эта реальность имеет фундаментальное значение для субъекта, поскольку она порождена его непосредственно макроскопической прак-тически-познавательной деятельностью в окруя^ающем человека мире. Именно в ее рамках достигаются пони-мание (интерпретация) и практическое освоение несораз-мерных субъекту и его непосредственному окружению фрагментов объективной реальности.