Статья: В поисках реальности Исчезновение

Институт философии Российской академии наук

В поисках реальности: Исчезновение

Карпенко Александр Степанович - доктор философских наук,

профессор, заведующий сектором логики.

Российская федерация, Москва

Аннотация

Проблема реальности, которая обсуждается в статье, вызвана дискуссией о философских основаниях квантовой механики. Автор делает акцент на той стадии дискуссий, которую можно назвать пост-эйнштейновской и после-боровской. Большое внимание в статье уделяется проблеме нелокальности в квантовом мире, знаменитым неравенствам Белла и экспериментам Аспэ, сыгравшим важную роль в доказательстве преимущества копенгагенской интерпретации квантовой теории в ее споре с теориями, признающими необходимость введения так называемых скрытых параметров. Показывается, как феномены квантовой запутанности и нелокальности постепенно размывают классические представления о реальности. Но проблема оказывается гораздо сложнее, поскольку в многочисленных исследованиях ставится под сомнение строгое разделение духа и материи, и тогда на первый план выходит созидающая роль сознания.

Констатируется, что все большее значение приобретает модальное, возможностное мышление, которое противостоит анти-реализму и выводит на арену «сверхреализм», требующий реализации в актуальность всего того, что мыслится как возможное. В итоге, знаменитое Декартово высказывание о существовании принимает следующий вид: «Существовать - значит мыслить возможное» («Esse ergo cogitare possibilia»).

Ключевые слова: реальность, ЭПР-парадокс, локальный реализм, неравенства Белла, нелокальность, запутанность, сознание, модальное мышление, сверхреализм

Введение

Мы ищем реальность, но что такое реальность?

Анри Пуанкаре (1905)

Казалось бы, объяснить, что такое реальность, очень просто. Да и объяснять ничего не надо, достаточно ударить ногой первый попавшийся камень. Вот тебе и реальность! Но проблема в том, что для мало-мальски пытливого ума эту очевидность реальности необходимо выразить в словах, лучше, в устоявшихся терминах, еще лучше - в виде элегантной системы физических уравнений, и, наконец, если повезет - в виде одного уравнения. Например: реальность создается массой благодаря бозону Хиггса (в том числе, наличествует масса и для меня), а масса есть энергия, и наоборот, энергия есть масса, т. е. E = mc Пуанкаре А. Ценность науки // Пуанкаре А. О науке. М., 1990. С. 213. На всякий случай заметим, вес и масса - разные понятия. См. статью Reality в “Compact Oxford English Dictionary of Current Eng-lish”, Oxford University Press, 2005. См.: Fine K. The question of realism // Philosopher's Imprint. 2001. Vol. 1(1). P. 1-30; The Reality of the Unobservable: Observability, Unobservability and Their Impact on the Issue of Scientific Realism / Eds.: E. Agazzi, M. Pauri. Dor-drecht, 2000; Truth and Realism / Eds.: P. Greenough, M.P. Lynch. Oxford, 2006; Ghins M. Realism // INTERS - Interdisciplinary Encyclopedia of Religion and Sci-ence, 2009. [Electronic resource] URL: www.inters.org/realism (дата обращения: 08.04.2014); Miller A. Realism // The Stanford Encyclopedia of Philosophy, 2010. [Electronic resource] URL: http://plato.stanford.edu/entries/realism/ (дата обра-щения: 24.08.2014). В первой из указанных работ излагаются концептуальные и методологические основания для изучения реализма с последующим пере-ходом к метафизической концепции реальности.. И делу конец!

От такой смелости, если не сказать наглости, вскипит разум даже у рядового обывателя. И это кипение выльется в целый ряд нелестных мыслей об авторе статьи и его весе², что в свою очередь приведет к конденсату мыслей, который энергетически аккумулируется в непреодолимое желание хоть немного разобраться в том, что такое реальность.

1. Реализм

Под реальностью обычно понимают то состояние вещей, в каком они существуют актуально, а не то, в каком они могут представляться или могут быть вообразимы³. Кроме этого, реалисты нагружают реальностью еще и теоретические термины, считая, что они могут обозначать реально существующие объекты, помогающие объяснить и понять излагаемую ими картину мира, хотя эти объекты и недоступны для непосредственного наблюдения. Последнее вызывает наибольшие возражения, поскольку касается сути реализма⁴, который является комбинацией утверждения об объективном существовании окружающего нас мира с утверждением о независимости этого существования от разума.

Поразительно, что эта довольно-таки простая и очевидная концепция вызвала невообразимый шквал критики, вплоть до полного неприятия и отторжения, в виде всевозможных анти-реалистических концепций и теорий, таких как позитивизм, концептуализм, дескриптивизм, конвенционализм, релятивизм, феноменализм, некоторые типы редукционизма, аналитический анти-реализм, инструментализм, постструктурализм, постмодернизм, конструктивизм и т. д.

Общей чертой всех этих философских течений является утверждение, что теоретические построения никогда не могут быть истинными. Здесь редким исключением является книга Г. Висиона⁵, в которой критикуются такие видные представители анти-реализма, как М. Даммит, Х. Патнэм, Т Кун и др. О противостоянии реалистов и анти-реалистов имеется значительная литература⁶.

Вот как прокомментировал анти-реализм известный физик и космолог, один из пионеров в области квантовых вычислений Д. Дойч: «На протяжении XX в. анти-реализм стал почти общепризнанным течением среди философов и широко распространенным Vision G. Modern Anti-realism and Manufactured Truth. L., 1988. См.: Hale B. Realism and its oppositions // A Companion in the Philosophy of Language. Oxford, 1997. P. 271-308; Realism and Antirealism / Ed. W.P. Alston. N.Y., 2002; The Problem of Realism / Ed. M. Marsonet. Aldershot, 2002; Mil-ler A. Realism and Antirealism // A Handbook of Philosophy of Language. Ox-ford, 2006. P. 983-1005; Broc S., Mares E. Realism and Anti-realism. Durham: Acumen, 2007; Фурсов А.А. Проблема статуса теоретического знания науки в полемике между реализмом и антиреализмом. М., 2013. В.П. Алстон от-носит к анти-реалистам таких выдающихся интеллектуалов, как Ж. Дерри-да, М. Фуко, Р Рорти, Т. Кун, Х. Патнэм, Н. Гудмен. Интересна дискуссия о реализме в литературе: «Коперниканский переворот в реализме давно со-вершился на практике, писатели отдают себе отчет в том, что реалистиче-ская литература построена на живой связи человека и мира, а критики все продолжают думать, что реализм - это только когда о земле без людей» (курсив мой. - А.К.). См.: Морозов С. Реализм и история // Лит. Россия. 12.12.2014. № 50. С. 10. среди ученых. Некоторые вообще отрицали существование физического мира, а большинство считало необходимым признать, что, даже если он существует, науке до него не добраться» Дойч Д. Начало бесконечности: Объяснения, которые меняют мир. М., 2014. С. 392. См.: Home D., Whitaker A. Einstein's Struggles with Quantum Theory: A Reap-praisal. N.Y., 2007; КумарМ. Квант: Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности. М., 2013. Заметим, что неопределенность присуща статистической природе квантовой механики и не зависит от того, проводим мы измерения или нет. В своей об-щей форме принцип неопределенности применим к каждой паре сопряжен-ных переменных, например, энергия квантовой системы и момент времени, в который она обладает этой энергией.. Ситуация усугубляется еще и тем, что наиболее успешная и плодотворная физическая теория за последние сто лет, а именно квантовая механика, благодаря которой и функционирует современная человеческая цивилизация, в интерпретации одного из своих создателей Н. Бора по сути является строго анти-реалистической теорией. Что она описывает, и описывает ли она вообще хоть какие-нибудь привычные элементы реальности - по сей день остается величайшей загадкой.

2. О чем спорили Эйнштейн и Бор

Спор двух великих ученых, один из которых создал физику макрокосмоса, а другой - физику микрокосмоса, был полон драматизма и порой доводил до отчаяния как А. Эйнштейна, так и Н. Бора⁸. Сердцевиной спора стал принцип неопределенности, открытый В. Гейзенбергом в 1927 г. и являющийся тем фундаментом, на котором покоится квантовая механика. Согласно принципу неопределенности у элементарной частицы не могут быть одновременно точно измерены положение и импульс (количество движения)⁹. Например, чем точнее мы устанавливаем нахождение частицы, тем менее точно можем установить ее импульс в силу возмущения оказываемого на частицу при первом измерении.

Отсюда следует, что квантовая механика не описывает реальность полностью, поскольку мы не можем получить полного знания о наблюдаемой системе, а значит, в принципе не можем знать настоящее в полной мере. В итоге мы приходим к следующей фундаментальной дилемме: или (1) квантовая механика не способна предложить полное описание объективной реальности, или (2) объективная реальность просто не существует. Исторически (1) было мнением Эйнштейна, а (2) - Бора. Точка зрения, выраженная в (1), стала известна как «реализм», а точка зрения, выраженная в (2) как «Копенгагенская интерпретация»¹⁰. Главная задача, которую поставил перед собой Эйнштейн - защита реализма как такового.

ЭПР-аргументация. В 1935 выходит статья А. Эйнштейна, Б. Подольского и Н. Розена¹¹ (в дальнейшем - ЭПР), цель которой нанести сокрушительный удар по копенгагенской интерпретации квантовой механики. И это был наиболее серьезный вызов, брошенный основателям квантовой механики и страстно обсуждаемый до сих пор¹².

Эйнштейн признает, что квантовая механика является правильной физической теорией в силу согласованности с имеющимся на тот момент экспериментальным опытом. Но согласованности с экспериментами недостаточно - теория должна быть еще полной. ЭПР формулируют следующее необходимое условие полноты: «Каждый элемент физической реальности должен иметь отражение в физической теории»¹³. Эйнштейн не пытается определить, что такое реальность, считая такое определение ненужным для своих целей. В статье всего лишь приводится «разумный» критерий, позволяющий определить, что понимается под «элементом реальности»:- См.: Гринштейн Дж, Зайонц А. Квантовый вызов. Современные исследования оснований квантовой механики. Изд. 2, испр. и доп. Долгопрудный, 2012. С. 140. Эйнштейн А., Подольский Б., Розен Н. Можно ли считать, что квантово-меха-ническое описание физической реальности является полным? // Успехи физ. наук. 1936. Т 16(4). С. 440-446. См.: Fine A. The Einstein-Podolsky-Rosen argument in quantum theory // Stan-ford Encyclopedia of Philosophy. 2013. [Electronic resource] URL: http://plato. stanford.edu/entries/qt-epr/ (дата обращения: 14.08.2014). Эйнштейн А., Подольский Б., Розен Н. Указ. соч. С. 440. Курсив в оригинале. Обратим внимание на то, что здесь английское “counterpart" переведено на русский как «отражение». Использован термин, очень распространенный в марксистско-ленинской философии того времени. В данном случае более под-ходящим переводом было бы «аналог». «Если мы можем, без какого бы то ни было возмущения системы, предсказать с достоверностью (т. е. вероятностью, равной единице) значение некоторой физической величины, то существует элемент физической реальности, соответствующий этой физической величине»¹⁴. Для подтверждения этого ЭПР предложили простой мысленный эксперимент, согласно которому можно получить более полную информацию о физической реальности, чем это допускает квантовая механика.

Пусть две частицы, образовавшиеся в результате распада третьей частицы, затем удаляются друг от друга в противоположных направлениях. Хотя принцип неопределенности не позволяет точно измерить и координату, и импульс любой из частиц, он допускает возможность точного измерения полного импульса данных частиц и относительного расстояния между ними. Поэтому, если импульс одной частицы измерен точно, то закон сохранения импульса позволяет опосредованно без возмущения второй частицы в точности определить и ее импульс.

Теперь, измерив координату второй частицы, можно было бы получить для этой частицы значения двух неизмеримых одновременно величин, но по законам квантовой механики это невозможно. Таким образом, заключают ЭПР, частица имеет определенный импульс и координаты, но это противоречит тому, что утверждает сама квантовая механика. Отсюда следует, что согласно их мысленному эксперименту можно дать более полное описание физической реальности, чем это допускает теория квантовой механики. В итоге следует вывод, что квантовая механика неполна.

Локальный реализм. Аргументация ЭПР основывается на двух фундаментальных предположениях:

1) предположение о существовании объективной реальности, которое утверждает, что все тела обладают объективно существующими значениями своих характеристик;

2) предположение о локальности (близкодействии), которое утверждает, что происходящее в данной области пространства не может мгновенно повлиять на событие, происходящее в другом месте.

Комбинация этих двух предположений составляет суть того, что называется «локальным реализмом». Например, существенной чертой и классической механики, и общей теории относительности является именно локальный реализм. Нарушение локальности Эйнштейн считал невозможным: «Никакое разумное определение реальности не должно, казалось бы, допускать этого»¹⁵.

Известно, какое шокирующее воздействие имела на Бора ЭПР-аргументация¹⁶. Только через шесть недель в этом же журнале и под таким же названием, как статья ЭПР, выходит статья Бора, где говорится, что «такого рода аргументация едва ли годится для того, чтобы подорвать надежность квантово-механического описания, основанного на стройной математической теории, которая автоматически охватывает все случаи измерения, подобные указанному»¹⁷ (курсив мой. - А.К.).

Для Бора важной была критика того, что понимается под «элементом реальности». Ведь суть копенгагенской интерпретации в том, что до измерения частица не существует ни в каком реальном состоянии и свойств у нее нет. Но главное, измерение состояния одной частицы каким-то образом «мгновенно» влияет на состояние другой частицы. Правда, как это происходит, Бор не поясняет. Его окончательный вывод заключается в том, что из невозможности проведения резкого разграничения между независимым поведением квантовых объектов и их взаимодействием с измеряющим прибором следует «необходимость окончательного отказа от классического идеала причинности и радикальный пересмотр наших взглядов на проблему физической реальности»¹⁸. Решение этой проблемы видится Бору чисто позитивистски: «Квантового мира нет. Есть только абстрактное квантово-механическое описание.

Неправильно думать, что задача физики состоит в том, чтобы установить, что собой представляет природа. Физику беспокоит то, что мы можем сказать о природе»¹⁹. Видя, что копенгагенская интерпретация квантовой механики получает все большее признание, Эйнштейн в письме к М. Борну от 3 марта 1947 г. пишет: «Физика должна изображать реальность в пространстве и во времени; в ней нет места мистическому воздействию на расстоянии»²⁰.

После этого в 1948 г. выходит статья Эйнштейна в защиту локального реализма: «Полное упразднение этого основного положения сделало бы невозможной идею о существовании (квази-) замкнутых систем и вместе с тем установление эмпирически проверяемых законов в привычном для нас смысле»²¹. Наконец, в следующем году выходят его «Автобиографические заметки», где происходит окончательный разрыв с Бором: «Но одно предположение представляется мне бесспорным. Реальное положение вещей (состояние) системы S не зависит от того, что проделывают с пространственно отделенной от нее системой S₁»²².

Иначе, добавляет Эйнштейн, «или надо предположить, что измерение над S₁ изменяет (телепатически) реальное состояние S₂, или же надо отрицать, что вещи, пространственно отделенные друг от друга, вообще могут иметь независимые реальные состояния. То и другое представляется мне совершенно неприемлемым».

До конца жизни Эйнштейн веровал в локальный реализм, и для него это был не просто научный принцип, а основа научного осмысления картины мира. Сейчас, глядя на дискуссию вокруг статьи Эйнштейна, Розена и Подольского о неполноте квантовой механики, отчетливо видно, что основная проблема заключается не в дихотомии: полнота - неполнота, а в более фундаментальном различении: локальность - нелокальность.

3. Нелокальность

ЭПР не утверждали, что можно одновременно измерить импульс и координату частицы, и нанести этим сокрушительный удар по принципу неопределенности, а значит, и по всей квантовой механике²³. Этого в статье нет. Они лишь утверждали, что вопреки принципу неопределенности, на самом деле, частицы всегда обладают определенными характеристиками, которые соответствуют элементам физической реальности и определяют результаты эксперимента, но их точные значения скрыты от наблюдателя.

Такие характеристики называются скрытыми параметрами, и если квантовую теорию дополнить еще теорией скрытых параметров, то мы получим искомую полную теорию, в которой элиминируется случайность и в полной мере восстанавливается разумность происходящего, т. е. причинность. В результате от статистического описания микрообъектов, поведение которых подчиняется законам распределения вероятностей по величинам, мы приходим к динамическим закономерностям, которые однозначно связывают сами физические величины, а не их статистические распределения. В этом случае неполнота указывала бы на некоторый скрытый уровень реальности, а сами скрытые параметры требуются «для того, чтобы восстановить не зависящую от наблюдателя объективную реальность»²⁴.