МИКРООБЪЕКТЫ И «СВОБОДА ВОЛИ»

В результате целого ряда выдающихся открытий родилась новая неклассическая физика. Ее ядро составили квантовая механика, основы которой были заложены М. Планком, и теория относительности, разработанная Эйнштейном. В дальнейшем на их фундаменте выросла теория элементарных частиц, которая также поставила целый ряд принципиальных вопросов, требовавших глубокого философского осмысления.

Так, например, при изучении явлений, происходящих в микромире, ученые столкнулись с одним неожиданным и необычным обстоятельством, которое послужило причиной возникновения впечатляющего околофизического мифа о «свободе воли» электрона и других элементарных частиц.

В классической физике Ньютона состояние любого тела вполне определяется его положением в пространстве и скоростью в данный момент времени, причем обе эти величины могут быть измерены одновременно с любой необходимой нам степенью точности. При этом одной из характерных особенностей классической физики было представление о том, что экспериментальные исследования дают возможность изучать различные физические объекты, не внося в них никаких существенных нарушений.

Для обычных макроскопических объектов это вполне справедливо. Скажем, измеряя скорость движения или положения в пространстве автомобиля или самолета, мы не изменяем при этом ни измеряемой скорости, ни положения интересующего нас объекта. И потому можем осуществить наши измерения, в принципе, с любой заданной степенью точности.

Зная скорость и положение какого-либо объекта относительно Земли, мы можем совершенно точно рассчитать его будущие состояния. Это относится не только к отдельным телам, но и к сложным механическим системам, состоящим из большого числа взаимодействующих тел. С точки зрения классической механики взаимное положение этих тел и скорости, которыми они обладают относительно друг друга в данный момент, однозначно определяют все последующие состояния системы. Физики часто говорят, что будущее любой механической системы полностью заключено в ее настоящем.

Именно это обстоятельство позволяет астрономам за много десятков лет вперед вычислять взаимные положения небесных тел и связанные с этим явления например солнечные и лунные затмения. Оно дает возможность рассчитывать движение в мировом пространстве космических кораблей.

Казалось бы, подобным же закономерностям должно подчиняться движение любых тел в природе, независимо от их масштабов. Однако в результате развития физики микромира оказалось, что поведение элементарных частиц, например электронов в атомах, не подчиняется привычным законам механики.

Выяснилось, что невозможно точно определить в один и тот же момент положение элементарной частицы в пространстве и ее скорость. Чем точнее мы будем измерять координаты частицы, тем неопределеннее станет ее скорость. И наоборот, чем точнее будем измерять скорость, тем неопределеннее станет ее положение в пространстве. Эта ситуация получила в физике название «принципа неопределенности».

Но если состояние микрообъекта для данного момента времени не может быть точно определено, то, очевидно не могут быть точно предсказаны и его последующие состояния. Иными словами, в этом случае будущее системы уже не заключено в ее настоящем с той однозначной определенностью, какая имеет место в классической механике таким образом, нарушается «железная связь» причин и следствий...

Не значит ли это, что в микромире существует определенный произвол, что микрочастицы ведут себя как им «заблагорассудится»? Именно к такому выводу пришли после открытия «принципа неопределенности» некоторые физики и философы-идеалисты. Так возник миф о «свободе воли» электрона и других элементарных частиц, миф, рождение которого было связано с неверным философским осмыслением новейших достижений физики.

В действительности никаких реальных оснований для утверждений о каком-то «произволе», будто бы царящем в микромире, не существует. Все дело в том, что микропроцессы подчиняются качественно иным закономерностям, чем макроявления. Поэтому нет ничего удивительного в том, что понятия классической механики, такие, как «координаты», «скорость» и т. п., оказываются недостаточными для полного описания состояния микрочастиц.

Как же в таком случае объяснить с позиций материалистического естествознания «принцип неопределенности»? На этот счет в современной науке существуют различные точки зрения. Некоторые физики считают, что по мере развития науки о микромире влияние измерительных приборов может быть полностью исключено и удастся получить картину микропроцессов, независимую от измерений. Таким образом можно будет «освободиться» от ограничений, связанных с принципом неопределенности и получить возможность точно предвидеть поведение микрочастиц.

С другой стороны, накапливается все больше данных, которые свидетельствуют о том, что исключить влияние условий наблюдения на состояние микрообъектов в рамках современных фундаментальных физических теорий принципиально невозможно.

Это вовсе не означает, что картина микроявлений, которую дает современная физика, не объективна, а зависит только от «условий познания». Ведь взаимодействие измерительного прибора и микрообъектов в процессе изучения микропроцессов тоже объективное, реальное явление.

Следовательно, в процессе познания микроявлений Результаты наших исследований отражают не только состояние изучаемых микрообъектов самих по себе, но и ту самую «активность» исследователя, о которой подробно творилось в предыдущей части книги.

Спор не окончен, и, кто прав, покажет будущее, о чем бы он ни завершился, ни о каком разрушении причинности, причинных связей, ни о какой «свободе воли» микрообъектов не может быть и речи. Даже в том случае, если объективные свойства микропроцессов таковы, что в них присутствует случайность и поэтому невозможно дать точное описание поведения микрочастиц в духе классической механики. Случайные явления тоже не произвольны — они тоже подчиняются опреде. ленным объективным закономерностям — статистическим закономерностям. И, зная их, можно дать вероятностное описание поведения системы или ансамбля микрообъектов, т. е. рассчитать, какие будущие состояния изучаемой системы более, а какие менее вероятны.