Владимир Львов - Альберт Эйнштейн
Более законченное математическое оформление волновой механики было достигнуто, впрочем, лишь спустя два года Эрвином Шредингером в Цюрихе[78]. Тогда же, в 1926–1928 годах, реальность новых, предсказываемых теорией волн была подтверждена на опыте Джорджем Томсоном-младшим (сыном старого «Джи-Джи» Томсона), а также американцами Дэвиссоном и Джермером, — один из образцов научного предвидения, которые никогда не забудутся в истории науки!
Общее количество «механик», принятых на вооружение физикой, таким образом, достигло трех. Кроме классической механики Ньютона, дающей, напоминаем, закон движения крупных (по сравнению с атомами) и медленно перемещающихся тел, и кроме эйнштейновской механики, фиксирующей быстрые (приближающиеся к скорости света) движения, наука располагала теперь и «механикой Шрединтера — де Бройля», специально отражающей поведение мельчайших материальных объектов, таких, как атомы, электроны, ядра.
Эту множественность «механик» надо было рассматривать, естественно, как результат качественного многообразия физического мира, как отражение материи в разных областях и на разных ступенях объективно-реального мира.
Историческим успехом механики де Бройля — Шредингера[79] явился охват очень большого числа ранее не поддававшихся расчету атомных явлений, а также предсказание новых фактов, подтвердившихся на опыте.
2
Своеобразной и сразу же бросавшейся в глаза особенностью этой механики была, однако, важная неполнота сведений, даваемых ею о поведении отдельных атомных объектов.
Математический аппарат волновой механики оперирует и впрямь только вероятностями наступления атомных событий. Если вернуться к прежнему сравнению, этот аппарат не дает возможности уследить за «вскипанием» одного единичного «гребешка» на вершинах волн, но отвечает на вопрос лишь в среднем; указывает, каковы шансы появления гребешка в данном месте и в данный момент, если взять на круг большое число подобных событий. Математический аппарат атомной механики позволяет, скажем, вычислить вероятность радиоактивного распада любого атома в куске урана в течение ближайшей секунды, года или тысячи лет. Но точный момент этого распада остается тут неопределенным и вовсе не поддающимся расчету. Во многих случаях такое предсказание хода индивидуальных атомных событий вовсе и не требуется на практике. Но разве это снимает самый факт объективной реальности индивидуальных процессов, текущих в мире атома, и задачу проникновения в точный закон их протекания?[80]
Вот эта в высшей степени острая теоретико-познавательная ситуация и была предметом обсуждения на очередном — пятом — «сольвеевском» международном съезде ведущих физиков в сентябре 1927 года в Брюсселе; первый съезд, мы помним, состоялся в 1911 году в том же Брюсселе.
Эйнштейн ехал на съезд со своей оценкой создавшегося положения и высказал ее в своем выступлении.
— Ключ к пониманию волновой механики, — говорил Эйнштейн, — состоит в том, что эта механика дает коллективный закон событий, происходящих в мире атома. Коллективный, или, как принято еще иначе говорить, статистический, закон — это закон, управляющий огромным множеством скрещивающихся друг с другом индивидуальных событий. Такой закон регулирует поведение коллектива как целого, оставляя в значительной мере неопределенным ход каждого единичного события в отдельности. Такова специфика всякой статистической закономерности, и волновая механика не составляет тут какого-либо исключения.
Одну из статистических закономерностей, относящихся к квантовой механике, напомнил Эйнштейн, вывел он сам и, независимо от него, индийский физик Шатьендранат Бозе не далее, как за три года до данного съезда — в 1924 году. Коллективный, а не индивидуальный характер законов квантовой механики, продолжал Эйнштейн, коренится как раз в том, что она учитывает не только прерывный, но и непрерывный аспект бытия материи. Она, эта механика, оперирует волнами, распространяющимися, несомненно, в некотором особом поле, а стало быть, она имеет ареной обширные участки пространства, а стало быть, в ее кругозоре находятся всегда большие количества «гребешков пены», большие скопления атомов, электронов, ядер… Следствие отсюда? Только одно. Надо расширять и углублять дальше теорию атома[81], выводя ее за рамки статистико-вероятностных расчетов, преодолевая «неопределенности», ища — в дополнение к статистике — точные законы единичных атомных процессов, таких, как радиоактивый распад ядра или как полет электрона сквозь камеру Вильсона…
Эйнштейн окончил свою речь. Его поддержал Луи де Бройль. Против выступил единый фронт многочисленных теоретиков.
Картина была ясна. Рыцари «феноменологической» физики, эпигоны доктора Маха, претерпев столь сокрушительный урон в дни первых успехов на фронте атома и обанкротившись также на теории относительности, намеревались прицепить свою ладью к волновой механике. Неопределенность, непредсказуемость точного хода единичных атомных событий как нельзя лучше устраивала этих теоретиков. Возведя неопределенность в ранг абсолюта, отметая с порога поиски скрытой и управляемой точными законами подосновы атомного мира, «копенгагенская школа» — под таким названием выступал теперь неомахизм — могла пытаться убить двух зайцев одним ударом. С одной стороны, становились «возможными» мистические спекуляции на тему о беспричинности и о чистой случайности, якобы господствующих в атомном мире: раз позади расчетов вероятностей не скрывается никакого единичного закона, тогда и впрямь открываются ворота для индетерминизма, для «свободы воли электрона»![82] И, во-вторых, отказ от выхода за рамки чистой статистики позволял подводить под эту статистику привычную субъективистскую базу. На месте единичных законов объективно-реального атомного мира водворялись «ощущения наблюдателя», «показания прибора» и весь знакомый инвентарь позитивистской физики…
История четвертьвекового засилья копенгагенской школы в зарубежной теории атома выходит за рамки этой книги.
Об этом засилье, о «тирании статистико-вероятностного метода» хорошо рассказал Луи де Бройль в своем памятном выступлении 31 октября 1952 года перед французскими физиками.
«…Долгое время, — сказал де Бройль, — я терзался вопросом о физическом истолковании формализма волновой механики. Я пытался искать реальный смысл двойственной природы атома, как волны и частицы… Но я натолкнулся на длительное сопротивление и враждебность многочисленных и знаменитых теоретиков… Не решаясь развивать дальше теорию (речь идет о теории, вскрывающей взаимосвязь между движением волны и перемещением единичной частицы. — В. Л.), я потерял мужество (je me decourageai) и присоединился к вероятностной трактовке волновой механики».
