Она находится во взаимодействии с этой большой системой, и мы должны
добавить еще, что микроскопические свойства большей системы, по крайней мере
в значительной степени, неизвестны. Эта формулировка, несомненно, правильно
описывает положение дел, ибо система вовсе не могла бы быть предметом
измерений и теоретических исследований, если бы она вообще не принадлежала к
миру явлений, если бы ее не связывало никакое взаимодействие с большей
системой, частью которой
является наблюдатель. Взаимодействие с этой большей системой, с ее в
значительной степени неизвестными, микроскопическими особенностями вводит
тогда в описание -- а именно и в квантовомеханическое, и в классическое
описание -- новый статистический элемент, который должен быть принят во
внимание при рассмотрении системы. В предельном случае больших размеров этот
статистический элемент в такой степени уничтожает результаты интерференции
вероятностей, что теперь квантовомеханическая схема действительно сближается
со схемой классической физики. В этом пункте можно поэтому установить
однозначную связь между математическими символами квантовой теории и
понятиями обычного языка, и этого соответствия оказывается фактически
достаточно также для истолкования экспериментов. То, что остается, -- это
проблемы, снова затрагивающие скорее область языка, чем область фактов, так
как понятие "факт" предполагает, что феномен может быть описан на обычном
языке.
Однако проблемы языка здесь приобретают значительно более серьезный
характер. Мы хотим каким-то образом говорить о строении атома, а не только о
наблюдаемых явлениях, к которым, например, относятся черные точки на
фотографической пластинке или водяные капли в камере Вильсона. Но на обычном
языке мы не можем этого сделать.
Анализ может быть продолжен теперь в двух совершенно противоположных
направлениях. Можно спросить, какой способ выражения относительно атомов
фактически укоренился среди физиков за 30 лет со времени формулирования
квантовой механики, или можно описать попытки формулировать точный научный
язык, соответствующий математической схеме квантовой теории.
В качестве ответа на первый вопрос можно подчеркнуть, что понятие
дополнительности, введенное Бором при истолковании квантовой теории, сделало
для физиков более желательным использовать двузначный язык вместо
однозначного и, следовательно, применять классические понятия несколько
неточным образом, соответствующим соотношению неопределенностей, попеременно
употребляя различные классические понятия. Если бы эти понятия
использовались одновременно, то это привело бы к противоречиям. Поэтому,
говоря о траекториях электронов, о волнах материи и плотности заряда, об
энергии и импульсе и т. д., всегда следует сознавать тот факт, что эти
понятия обладают только очень ограниченной областью применимости. Как только
это неопределенное и бессистемное применение языка приводит к трудностям,
физик должен вернуться к математической схеме и использовать ее однозначную
связь с экспериментальными фактами.
Это применение языка во многих отношениях довольно удовлетворительно,
напоминая подобное же употребление языка в повседневной жизни или в
поэтическом творчестве. Мы констатируем, что ситуация дополнительности
никоим образом не ограничена миром атома. Может быть, мы сталкиваемся с ней,
когда размышляем
о решении и о мотивах нашего решения или когда выбираем, наслаждаться
ли музыкой или анализировать ее структуру. С другой стороны, если
классические понятия применяются подобным образом, то они всегда сохраняют
некоторую неопределенность; они приобретают в отношении реальности тот же
самый статистический смысл, какой примерно получают понятия классического
учения о теплоте при их статистической интерпретации. Поэтому здесь,
возможно, полезно краткое обсуждение статистических понятий термодинамики.
Понятие "температура" выступает в классической теории теплоты как
понятие, описывающее объективные черты реальности, объективное свойство
материи. В повседневной жизни довольно легко определить с помощью
термометра, что мы понимаем под утверждением, что некоторое тело имеет
определенную температуру. Но если мы хотим определить, что могло бы означать
понятие "температура атома", то, даже если исходить при этом из понятий
классической физики, мы все равно оказываемся в очень затруднительном
положении. В самом деле, мы не можем понятие "температура атома" сопоставить
с каким-нибудь разумно определенным свойством атома, а должны в известной
степени связать его с недостаточностью наших знаний об атоме. Значение
температуры может быть поставлено в связь с определенными значениями
статистических ожиданий некоторых свойств атома, но есть основание
сомневаться в том, следует ли называть такую величину статистического
ожидания объективной. Понятие "температура атома" определенно ненамного
лучше, чем понятие "смесь" в истории о маленьком мальчике, покупавшем
конфетную смесь.
Подобным же образом в квантовой теории все классические понятия, когда
их применяют к атому, определены столь же расплывчато, как и понятие
"температура атома", -- они связаны со статистическими ожиданиями, только в
редких случаях статистические ожидания могут почти граничить с
достоверностью.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67