Часть 2. Физики говорили о Боге всегда

Нильс: Я прочитал эту главу,  и у меня к тебе,  ЮС,  есть несколько вопросов.  Первый вопрос.  Глава называется " О Боге физики говорили всегда",  а слово "Бог" в этой  главе  почти  не встречается. Объясни мне это.  Что ты, в конечном счете, имеешь в виду, когда говоришь "Бог"?
     ЮС: Хорошо,  Нильс. В этом вопросе мне близка позиция Маклорена, который свой «Отчет о философских открытиях Ньютона» начинает словами: «Описывать явления природы, объяснять их причины, намечать соотношения и связи между этими причинами и исследовать все устройство вселенной есть задача натуральной философии»… «Но натуральная философия подчинена и высшего рода целям и должна, главным образом, цениться потому, что она полагает надежное основание естественной религии и нравственной философии, приводя удовлетворительным образом к познанию творца и вседержителя вселенной». (1. Стр. 502) Поясняю свою позицию и свое понимание Бога. Если коротко сказать:  Бог - это все. И Земля, и Небо, и Люди, и  Все,  что  на  Земле и Небе в динамике пространства и времени. А для нас, смертных, очень важно то, как мы понимаем Это Все,  и Бога в том числе. Человек живет не только животной жизнью. Он постоянно думает: как устроен Мир, что такое Бог. Он исследует,  изучает окружающий его Мир, таким образом, по-моему, он познает Бога.  Ученые,  которых я цитирую в  этой главе, не говоря явно о Боге,  постоянно думают о Нем. Они всю свою жизнь посвятили изучению Мира. Если Бога в том понимании, какое вы  развивали  с Квантом и Сэдом,  во второй главе нет,  то это, по-моему, вопрос будущего: ученые, я имею в виду физиков, должны расширить поле своих исследований и включить, так называемую, "мистику" в круг своих интересов и изучать эти явления всеми имеющимися у них средствами и методами.
     Нильс: Вся глава - это набор цитат очень  известных  ученых. Насколько это этично?
     ЮС: Я убежден, что Душа человека вечна, и Она Оттуда наблюдает за  нами,  живыми.  Ее интересует,  помним ли мы Ее.  Я убежден, что нет лучшего подарка Душе  умершего  ученого,  чем цитирование его замечательных, воистину бессмертных произведений. Для его Души самое дорогое это то, что люди его помнят. Ради этого они жили, ради светлой памяти о них. И еще. Цитируя  известных  ученых  я преследовал и еще одну тайную цель: возможно, молодые  люди,  прочитав  этот  труд, вспомнят, заинтересуются и  пожелают изучить труды того или иного ученого не в пересказе, а в подлиннике.  А добрая память о нем, я повторяю, является лучшим подарком любому человеку.
     Нильс: И последний вопрос.  Возможно, лучше было бы, если  из этих цитат был образован диалог ученых. ЮС, ты не пытался это сделать?
     ЮС: Я об этом думал,  но довольно быстро эту идею отверг. По многим причинам.  Во-первых,  в разговоре участвуют физики разных поколений,  многие из них друг  с  другом  в  жизни  не встречались. Если  попытаться организовать такой диалог,  то он будет неестественным, натянутым, и не соответствовать действительности. И, во-вторых, и это, наверное, самое главное, такой диалог неизбежно  приведет  к  искажению  высказанной ученым мысли. По этой причине, чтобы избежать искажения, я при цитировании стремился не опустить ни единой точки или запятой и давать точную ссылку на использованную литературу.

Исаак Ньютон

(О Ньютоне и из его книги Исаак Ньютон «Математические начала натуральной философии»)

«Мы чтим тех, кто владеет умами силой своей правды, но не тех, кто путем насилия создает рабов; тех, кто познал Вселенную, а не тех, кто ее обезобразил». Вольтер о Ньютоне
Вся трудность физики состоит в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить остальные явления. [1. Стр. 3]
Время, пространство, место и движение составляют понятия общеизвестные. Однако необходимо заметить, что эти понятия обыкновенно относятся к тому, что постигается нашими чувствами. Отсюда происходит некоторые неправильные суждения, для устранения которых необходимо выше приведенные понятия разделить на абсолютные и относительные, истинные и кажущиеся, математические и обыденные.

1. Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно, и иначе называется длительностью.
Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения, мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как то: час, день, месяц.
2. Абсолютное пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным.
Относительное есть его мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное. [1. Стр. 30]
3. Место есть часть пространства, занимаемая телом, и по отношению к пространству бывает или абсолютным или относительным.
4. Абсолютное движение есть перемещение тела из одного абсолютного его места в другое, относительное - из относительного в относительное же. Так, на корабле, идущем под парусами, относительное место тела есть та часть корабля, в которой тело находится, например, та часть трюма, которая заполнена телом и которая, следовательно, движется вместе с кораблем. Относительный покой есть пребывание тела в той же самой области корабля или в той же самой части его трюма.
Истинный покой есть пребывание тела в той же самой части того неподвижного пространства, в котором движется корабль со всем в нем находящимся. Таким образом, если бы Земля на самом деле покоилась, то тело, которое по отношению к кораблю находится в покое, двигалось бы в действительности с тою абсолютною скоростью, с которою корабль идет относительно Земли. Если же и сама Земля движется, то истинное абсолютное движение тела найдется по истинному движению Земли в неподвижном пространстве и по относительным движениям корабля по отношению к Земле и тела по кораблю.

Абсолютное время различается в астрономии от обыденного солнечного времени уравнением времени. Ибо естественные солнечные сутки, принимаемые при обыденном измерении времени за равные, на самом деле между собой неравны. Это неравенство и исправляется астрономами, чтобы при измерении движений небесных светил применять более правильное время. Возможно, что не существует (в природе) такого равномерного движения, которым время могло бы измеряться с совершенною точностью.

Однако совершенно невозможно ни видеть, ни как-нибудь иначе различить при помощи наших чувств отдельные части этого пространства одну от другой, и вместо них приходится обращаться к измерениям, доступным чувствам. По положениям и расстояниям предметов от какого-либо тела, принимаемого за неподвижное, определяем места вообще, затем и о всех движениях судим по отношению к этим местам, рассматривая тела лишь как переносящиеся по ним. Таким образом вместо абсолютных мест и движений пользуются относительными; в делах житейских это не представляет неудобства, в философских необходимо отвлечение от чувств. Может оказаться, что в действительности не существует покоящегося тела, к которому можно было бы относить места и движения прочих. [1. Стр. 31-32]
Правило 1.
Не должно принимать в природе причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения природы. Природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей.
Правило 2.
Поэтому, поскольку возможно, должно приписывать те же причины того же рода проявлениям природы.
Правило 3.
Такие свойства тел, которые не могут быть ни усиляемы, ни ослабляемы и которые оказываются присущими всем телам, над которыми возможно производить испытания, должны быть почитаемы за свойства всех тел вообще.
Правило 4.
В опытной физике предложения, выведенные из совершающихся явлений помощью наведения, несмотря на возможность противных их предположений, должны быть почитаемы за верные или в точности, или приближенно, пока не обнаружатся такие явления, которыми они еще более уточняются или же окажутся подверженными исключениями. [1. Стр. 502]
Из общего поучения
Такое изящное соединение Солнца, планет и комет не могло произойти иначе, как по намерению и по власти могущественного и премудрого существа. Если и неподвижные звезды представляют центры подобных же систем, то все они, будучи построены по одинаковому намерению, подчинены и власти единого: в особенности приняв в соображения, что свет неподвижных звезд - той же природы, как и свет Солнца, и все системы испускают свет друг на друга, а чтобы системы неподвижных звезд от своего тяготения не падали друг на друга, он их расположил, в таких огромных одна от другой расстояниях.
Сей управляет всем не как душа мира, а как властитель вселенной, и по господству своему должен именоваться господь бог вседержитель.
Ибо бог есть слово относительное и относится к рабам; божественность есть господство бога не над самим собой, как думают полагающие, что бог есть душа мира, но над рабами. Бог величайший есть существо вечное, бесконечное, вполне совершенное; но существо сколь угодно совершенное без господства не есть господь бог. Так мы говорим: бог мой, бог наш, бог Израиля, бог богов и господь господствующих, но мы не говорим: мой вечный, ваш вечный, вечный Израиля, вечный богов, не говорим - бесконечный мой или совершенный мой; такие наименования не имеют отношения к рабам. Слово бог обыкновенно означает властитель, но не всякий властитель есть бог. Господство духовного существа составляет сущность божества, истинное - истинного, высшее - высшего, мнимое - мнимого. Из истинного господства следует, что истинный бог есть живой, премудрый и всемогущий, в остальных совершенствах он высший, иначе - всесовершеннейший. Он вечен и бесконечен, всемогущ и всеведущ, т.е. существует из вечности в вечность и пребывает из бесконечности в бесконечность, всем управляет и все знает, что было и что может быть. Он не есть вечность или бесконечность, но он вечен и бесконечен, он не есть продолжительность или пространство, но продолжает быть и всюду пребывает. Он продолжает быть всегда и присутствует всюду, всегда и везде существует; он установил пространство и продолжительность. Так как любая частица пространства существует всегда и любое неделимое мгновение длительности существует везде, то несомненно, что творец и властитель всех вещей не пребывает где-либо и когда-либо (а всегда и везде). Всякая душа, обладающая чувствами, в разное время при разных органах чувств и движений составляет то же самое неделимое лицо. В длительности находятся последовательные части, существующие совместно в пространстве, но нет ни тех, ни других в личности человека, т.е. в его мыслящем начале, и тем менее в мыслящей сущности бога. Всякий человек, поскольку он есть предмет чувствующий, есть единый и тот же самый человек в продолжение своей жизни, во всех своих отдельных органах чувств. Бог есть единый и тот же самый бог всегда и везде. Он вездесущ не по свойству только, но по самой сущности, ибо свойство не может существовать без сущности. В нем все содержится и все вообще движется, но без действия друг на друга. Бог не испытывает воздействия от движущихся тел, движущиеся тела не испытывают сопротивления от вездесущия божия. Признано, что необходимо существование высшего божества, поэтому необходимо, чтобы он был везде и всегда. Поэтому он весь себе подобен, весь - глаз, весь - ухо, весь - мозг, весь - рука, весь - сила чувствования, разумения и действования, но по способу совершенно не человеческому, совершенно не телесному, по способу, для нас совершенно неведомому. Подобно тому как слепец не имеет представления о цветах, так и мы не имеем представления о тех способах, коими всемудрейший бог все чувствует и все постигает. Он совершенно не обладает телом и телесным видом, поэтому его нельзя ни видеть, ни слышать, ни ощущать, вообще его не должно почитать под видом какой-либо телесной вещи. Мы имеем представления об его свойствах, но какого рода его сущность - совершенно не знаем. Мы видим лишь образы и цвета тел, слышим лишь звуки, ощущаем лишь наружные поверхности, чуем лишь запах и чувствуем вкусы: внутреннюю же сущность никаким чувством, никаким действием мысли не постигаем, тем меньшее можем мы иметь представление о сущности бога. Мы познаем его лишь по его качествам и свойствам и по премудрейшему и превосходнейшему строению вещей и по конечным причинам, и восхищаемся по совершенству всего, почитаем же и поклоняемся по господству . Ибо мы поклоняемся ему как рабы, и бог без господства, провидения и конечных причин был бы ничем иным, как судьбою и природою. От слепой необходимости природы, которая повсюду и всегда одна и та же, не может происходить изменения вещей. Всякое разнообразие вещей, сотворенных по месту и времени, может происходить лишь от мысли и воли существа необходимо существующего. Иносказательно лишь говориться, что бог видит, слышит, говорит, смеется, любит, ненавидит, желает, делает, дает, принимает, радует, гневается, борется, изготовляет, созидает, строит, ибо всякая речь о боге складывается по подобию дел человеческих, конечно не совершенному, а лишь частному. [1. Стр. 659-661]
Причину же этих свойств силы тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю. Все же, что не выводится из явлений, должно называться гипотезой, гипотезами же метафизическим, физическим, механическим, скрытым свойствам, не место в экспериментальной философии. [1. Стр. 662]

Джеймс Клерк Максвелл

Современная теория электричества и магнетизма, охватывающая все относящиеся сюда явления, не только должна уяснить связь между покоящимся электричеством и электричеством текущим, но также притяжениями и индуктивными действиями в обоих состояниях. Такая теория должна полностью удовлетворять законам, математическое выражение которых уже известно, и, кроме того, давать средства для теоретического вычисления случаев, когда известные формулы неприменимы. Чтобы овладеть существующими теориями, изучающему приходится осваиваться со значительным запасом столь сложных математических формул, что уже трудность удержать их в памяти сама по себе является существенным препятствием к дальнейшему прогрессу. Поэтому для успешного развития теории необходимо прежде всего упростить выводы прежних исследований и привести их к форме, наиболее доступной восприятию. Результаты такого упрощения могут быть представлены или чисто математической формулой, или же физической гипотезой. В первом случае мы совершенно теряем из виду объясняемые явления и потому не можем прийти к более широкому представлению об их внутренней связи, хотя и можем представлять следствия из данных законов.
С другой стороны, принимая некоторую физическую гипотезу, мы уже смотрим на явления предубежденно и становимся склонными к той слепоте по отношению к фактам и поспешности в допущениях, которым способствуют частные односторонние объяснения. Мы должны поэтому найти такой метод исследования, который на каждом шагу основывался бы на ясных физических представлениях, не связывая нас в то же время какой-нибудь теорией, из которой заимствованы эти представления, благодаря чему мы не будем отвлечены от предмета преследованием аналитических тонкостей и не отклонимся от истины из-за излюбленной гипотезы.
Для составления физических представлений без принятия специальной физической теории следует освоиться с существованием физических аналогий. Под физической аналогией я разумею то частное сходство между законами двух каких-нибудь областей науки, благодаря которому одна является иллюстрацией для другой. В этом смысле все применения математики в науке основаны на соотношениях между законами, которым подчиняются физические величины, и законами математики, так что цель точных наук состоит в том, чтобы свести проблемы естествознания к определению величин при помощи действий над числами. Переходя от наиболее общей из аналогий к специальной, мы находим сходство в математической форме явлений двух различных областей природы, которое послужило, например, основой физической теории света. [2. Стр. 11-12]
Та теория, которую предлагаю, может быть названа теорией электромагнитного поля, потому что она имеет дело с пространством, окружающим электрические или магнитные тела, и она может быть названа динамической теорией, поскольку она допускает, что в этом пространстве имеется материя, находящаяся в движении, посредством которой и производится наблюдаемые электромагнитные явления.
Электромагнитное поле - это та часть пространства, которая содержит тела, находящиеся в электрическом или магнитном состоянии.
Это пространство может быть наполнено любым видом материи или мы можем попытаться удалить из нее всю плотную материю, как это имеет место в трубках Гейсслера или в других, так называемых вакуумных. Однако всегда имеется достаточное количество материи для того, чтобы воспринимать и передавать волновые движения света и тепла. И так как передача излучений не слишком сильно изменяется, если так называемый вакуум заменить прозрачными телами с заметной плотностью, то мы вынуждены допустить, что эти волновые движения относятся к эфирной субстанции, а не к плотной материи, присутствие которой только в какой-то мере изменяет движение эфира.
Мы поэтому имеем некоторое основание предполагать, исходя из явлений света и тепла, что имеется какая-то эфирная среда, заполняющая пространство и пронизывающая все тела, которая обладает способностью быть приводимой в движение, передавать это движение от одной своей части к другой и сообщать это движение плотной материи, нагревая ее и воздействуя на нее разнообразными способами. [2. Стр. 253]
Поэтому кажется, что некоторые явления электричества и магнетизма приводят к тем же заключениям, как и оптические явления, а именно, что имеется эфирная среда, проникающая все тела и изменяемая только в некоторой степени их присутствием; что части этой среды обладают способностью быть приведенными в движение электрическими токами и магнитами; что это движение сообщается от одной части среды к другой при помощи сил, возникающих от связей этих частей; что под действием этих сил возникает определенное смещение, зависящее от упругости этих связей, и что вследствие этого энергия в среде может существовать в двух различных формах, одна из которых является актуальной энергией движения частей среды, а другая - потенциальной энергией, обусловленной связями частей в силу их упругости. [2. Стр. 260]
Как бы там ни было, но все эти теории естественным образом вызывают вопрос: если нечто передается от одной частицы к другой на расстоянии, каково состояние этого нечто после того, как оно покинуло одну частицу и еще не достигло другой? Если это нечто есть потенциальная энергия двух частиц, как в теории Неймана, должны ли мы рассматривать эту энергию, как существующую в какой-то точке пространства, не совпадающей ни с той, ни с другой частицей? Действительно, каким бы способом энергия не передавалась от одного тела к другому во времени, должна быть среда или субстанция, в которой энергия существует после того, как она оставила одно тело и еще не достигла другого, ибо энергия, как заметил Торричелли, «есть квинтэссенция такой тонкой природы, что она не может содержаться ни в каком другом сосуде, как только в самой сокровенной субстанции материальных вещей». Таким образом, все эти теории приводят к концепции среды, в которой имеет место распространение. И если мы примем эту среду в качестве гипотезы, я считаю, что она должна занимать выдающееся место в наших исследованиях и что нам следовало бы попытаться сконструировать рациональное представление о всех деталях ее действия, что и было моей постоянной целью в этом трактате. [2. Стр. 632]
Что это за состояние или чем оно обусловлено, еще невозможно сказать. Оно может быть связано с эфиром, как связан с ним луч света, связь между светом и магнетизмом уже была показана. Оно может зависеть от состояния натяжения или состояния колебаний или может быть от некоторого другого состояния, аналогичного электрическому току, с которым магнитные линии так тесно связаны. Ответ на вопрос: требует ли оно обязательно для своего существования наличия материи, будет зависеть от того, что понимается под термином материя. Если этот термин ограничить весомыми или тяготеющими субстанциями, материя будет для физических линий магнитной силы существенна не в большей мере, чем для лучей света или тепла. Но если, предполагая существование эфира, мы будем считать его видом материи, то линии силы зависят от некоторой его функции. Экспериментально пустое пространство является магнитом. Но тогда идея о таком пустом пространстве должна включать представление об эфире, если, говоря о нем, верить в его существование. Или, если даже возникает какое-либо представление о состоянии или свойстве пространства, то оно должно будет учесть то, что в настоящее время в соответствии с опытом называется пустым пространством. С другой стороны, я думаю, является установленным фактом, что весомая материя не является безусловно необходимой для существования линий магнитной силы. [2. Стр. 655]

Генрик Антон Лоренц

Позвольте мне теперь обратить ваше внимание на эфир. После того как научились рассматривать эфир как посредника не только оптических, но и электромагнитных явлений, вопрос о его природе стал более острым, чем когда-либо раньше. Нужно ли себе представлять эфир как сильно разреженную упругую среду, состоящую из атомов, очень малых по сравнению с обычными? Или эфир является несжимаемой, невязкой жидкостью, движущейся по законам гидродинамики, т.е. жидкостью, в которой возможны разнообразные вихревые движения? Или мы должны представить себе даже своего рода студень?
Очевидно, мы бы подошли ближе к ответу на этот вопрос, если бы имели возможность экспериментировать с эфиром так же, как с жидкостью или газом. Если бы удалось заключить определенное количество этой среды в сосуд, затем сжимать его, вводя поршень. или дать ему возможность перетекать в другой сосуд, то мы бы уже многого добились. Значит, речь идет о том, чтобы сместить эфир с помощью приведенного в движение тела. К сожалению, все предпринятые в этом направлении опыты окончились неудачей: эфир всегда ускользает незамеченным. [3. Стр. 15]
Можно было бы считать, что лучшим оправданием атомистики являются ее плодотворность и целесообразность. [3. Стр. 66]
Даже если мы осмелимся направить свои мысли на взаимосвязь между телесными и духовными явлениями, тонкая организованность материи не ускользает из поля зрения. Я далек от того, чтобы сводить духовные процессы к явлениям материи; несравнимое нельзя вывести одно из другого. Но вполне можно разделить мнение, что каждому состоянию и каждому действию нашего духа соответствует определенное состояние и определенное изменение нашего мозга...
Но я подвергаюсь опасности переступить границы физики, что не входит в мои намерения и чего вы тоже не желаете. Физик, а это относится ко всем нам, должен ограничиться своим способом чтения книги Вселенной. Не отчаиваясь от сознания, что глубокий смысл останется для него скрытым, он находит поддержку своим стремлениям в убеждении, что в границах достижимого, по мере продвижения вперед ему откроются далекие и неожиданные перспективы. [3. Стр. 68]
К принципу относительности имеет прямое отношение гипотеза об эфире. Представление о заполняющем все пространство среде - носителе света и электромагнитных действий - с течением времени претерпели замечательные изменения; это вам хорошо известно. В общем, чем пространнее становились эти представления, тем бесцветнее они были. Ни один физик больше не говорит об эфире как об "очень разряженной" и "очень упругой среде", и только немногие склонны полагать, что он состоит из атомов. Мы уже не рассматриваем эфир как один из видов материи, а считаем, что он совершенно не похож на нее, хотя и переносит всюду действия. Он проникает всюду и любые попытки заключить его, вытеснить или привести в движение терпели неудачу. Да, со времени Френеля мы придерживаемся мнения, что дисперсию света и все, что с ней связано, можно понять лишь в том случае, если представить эфир неподвижным. [3. Стр. 126-127]
Мы действительно не можем себе представить ничего другого, как то, что эфир неподвижен и что световые волны, покидая источник света или зеркало, распространяется с раз и навсегда установленной скоростью, совершенно независимой от движения источника света и зеркала. [3. Стр. 129]
Говоря об эфире, мы, в частности, полагали, что наблюдатель со своими приборами должен находиться в неподвижном положении по отношению к эфиру. Теперь благодаря Эйнштейну эфир стал еще загадочнее, чем раньше, так что вообще нет смысла говорить о том, движется или не движется какое-либо тело по отношению к среде. В связи с этим Эйнштейн и его последователи избегают слово "эфир", заменяя его на "вакуум". Однако дело тут не в словах. В то время как, согласно теории эфира, наши наблюдатели могут сразу же вступить в спор, движутся они через эфир или нет, Эйнштейн считает этот вопрос совершенно бессмысленным. По его мнению, речь может идти не о движении относительно эфира, а только об относительном движении одного тела относительно другого. [3. Стр. 133]

Макс Планк

С юности меня вдохновило на занятие наукой осознание того отнюдь не самоочевидного факта, что законы нашего мышления совпадают с закономерностями, имеющими место в процессе получения впечатлений от внешнего мира, и что, следовательно, человек может судить об этих закономерностях при помощи чистого мышления. Существенно важно при этом то, что внешний мир представляет собой нечто не зависимое от нас, абсолютное, чему противостоим мы, а поиски законов, относящихся к этому абсолютному, представляются мне самой прекрасной задачей в жизни ученого.
Обычно новые научные истины побеждают не так, что их противников убеждают и они признают свою неправоту, а большей частью так, что противники эти постепенно вымирают, а подрастающее поколение усваивает истину сразу. [4. Стр. 3]
  Согласно этому учению (учению Эрнста Маха), в природе не существует другой реальности, кроме наших собственных ощущений, и всякое изучение природы является в конечном счете только экономным приспособлением наших мыслей к нашим ощущениям, к которым мы приходим под влиянием борьбы за существование. Разница между физическим и психическим - чисто практическая и условная; единственные существенные элементы мира, это - наши ощущения. [4. Стр. 46]
  Хотя я твердо убежден в том, что в системе Маха, последовательно проведенной, не оказывается внутреннего противоречия, но представляется не менее достоверным и то, что ее значение в сущности чисто формальное и совершенно не касается основ естествознания. Причина этого заключатся в том, что системе Маха совершенно чужд самый важный признак всякого естественнонаучного исследования: стремление найти постоянную, не зависящую от смены времен и народов, картину мира. [4. Стр. 48]
Правда, еще невозможно дать какие-либо общие указания относительно того, насколько можно быть уверенным, что мы уже установили основные черты общей картины мира. В этом отношении нужно быть очень острожным. Но этот вопрос стоит на втором плане. Единственно важным является только признание незыблемой, хотя и недостижимой цели, и эта цель состоит не в полном приспособлении наших мыслей к нашим ощущениям, а в полном освобождении физической картины мира от индивидуальности творческого ума. Это и есть более точная формулировка того, что я назвал выше освобождением от антропоморфных элементов. Надеюсь, что таким образом я исключу возможность недоразумения, будто миросозерцание должно быть вообще освобождено от творческого ума: последнее совершенно неосуществимо.
В заключение я приведу еще один довод, который произведет, пожалуй, большее впечатление, чем вышеприведенные соображения по существу, на тех, кто считает самым важным критерием познания человеческо-экономическую точку зрения. Когда великие творцы точного естествознания проводили свои идеи в науку, - когда Коперник удалил Землю из центра мира, когда Кеплер формулировал свои законы, когда Ньютон открыл всемирное тяготение, когда Гюйгенс установил волновую теорию света, когда Фарадей создал основы электродинамики, - едва ли все эти ученые опирались на экономическую точку зрения в борьбе против унаследованных воззрений подавляющих авторитетов.[4.Стр. 48]
Я перехожу к самому больному месту механистической теории - к световому эфиру. Стремления истолковать световые волны, как движение чрезвычайно разреженного вещества, возникли одновременно с волновой теорией Гюйгенса. С тех пор успел смениться целый ряд различных представлений о строении этой загадочной среды. Существование материального светового эфира является необходимым постулатом механистического мировоззрения, так как, согласно последнему, движение должно быть всюду, где есть энергия, а где есть движение, там должно находиться то, что движется. Но свойства эфира резко отличаются от свойств всех остальных веществ: такова, например, чрезвычайно малая плотность и в то же время огромная упругость, которая обуславливает необыкновенно большую скорость распространения световых волн. Согласно Гюйгенсу, который считал световые волны продольными, можно было еще представить себе эфир в виде разреженного газа. Но, по Френелю, который доказал поперечный характер световых волн, об эфире можно говорить только как о твердом теле, поскольку газообразный эфир не был в состоянии передавать поперечные волны. [4. Стр. 59]
Я не хочу останавливаться на изложении всех разнообразных, более или менее сложных допущений, при помощи которых пытались преодолеть затруднения. Я хочу только указать на подозрительный симптом, который обыкновенно сопровождает все бесплодные гипотезы и присутствие которого давало неприятно чувствовать также в данном вопросе: речь идет о возникновении физических споров, которые невозможно разрешить при помощи измерений. [4. Стр. 59-60]
  Во всяком случае я думаю, что не встречу серьезных возражений со стороны физиков, если скажу, подводя итоги, что допущение о точном соответствии с действительностью простых дифференциальных уравнений Максвелла-Герца несовместимо с возможностью механистического истолкования электродинамических явлений в чистом эфире. То обстоятельство, что Максвелл вывел первоначально свои уравнения с помощью механистических представлений, не изменяет существа дела. [4. Стр. 61]
В качестве такого обоснования лучше всего могут служить уже обсуждавшиеся нами уравнения Максвелла-Герца для электродинамических явлений в свободном эфире или, скажем мы лучше, в пустом пространстве. Действительно, пустое пространство является простейшим из всех сред, какую только можно себе представить. [4. Стр. 64]
Масштаб для оценки новой физической теории состоит не в ее наглядности, а в ее плодовитости. Если гипотеза оказалась плодотворной, то к ней привыкают, а затем она мало-помалу приобретает известную наглядность. [4. Стр. 66]
  Если какое-нибудь миросозерцание является научно обоснованным, то можно рассчитывать на то, что оно в состоянии будет непоколебимо выдержать всякий натиск, лишь бы оно находилось в полном согласии с собственными выводами и с данными опыта. Но не следует думать, что можно даже с самой точной из всех естественных наук продвинуться вперед без всякого миросозерцания, т.е. без недоказуемых гипотез. Для физики также имеет силу изречение, что нет спасения без веры, по крайней мере без веры в некоторую реальность. Только эта твердая вера и указывает путь творческому стремлению, только она дает точку опоры продвигающейся ощупью фантазии, только она в состоянии всякий раз ободрить мысль, усталую от неудач, и снова одушевить ее. Исследователь, который не руководится в своих работах какой-нибудь гипотезой, хотя бы осторожной и предварительной, тем самым заранее отказывается от более глубокого понимания своих собственных результатов. [4. Стр. 82-83]
  Но наиболее сильный удар был нанесен механистическому мировоззрению, вытекающим из теории Эйнштейна, следствием, что объективный, т.е. не зависящий от измеряющего наблюдателя, субстанциональный эфир вовсе не может существовать: иначе из двух наблюдателей, движущихся в пространстве друг относительно друга, только один имел бы право утверждать, что он находится в покое относительно эфира, в то время как, согласно теории относительности, оба наблюдателя пользуются одинаковыми правами. [4. Стр. 129]
По теории Максвелла-Герца, материя непрерывно заполняет все пространство и различные тела в этом отношении все заведомо однотипны. Напротив, по теории Лоренца, имеется только одна субстанция, непрерывно заполняющая пространство: это световой эфир, и он везде и постоянно остается в покое. Все другие субстанции, причем субстанцией является и электричество, имеют атомное строение, полностью проникнуты эфиром и могут двигаться в нем без сопротивления. Атомы электричества - позже их все стали называть электронами - либо более или менее прямо связаны с весомыми атомами и тогда вместе с последними образуют ионы, либо свободно движутся в эфире. Только посредством их осуществляются все электрические и магнитные взаимодействия весомых тел, и как раз в соответствии с уже известными уравнениями Максвелла. [4. Стр. 155-156]

Нильс Бор

За последние годы произошло поразительное развитие атомной механики в направлении, указанном принципом соответствия. Благодаря этому наше теоретическое отражение свойств атомов стало столь полным, как отражение астрономических данных ньютоновой механикой. [5. Стр. 19]
Действительно, я думаю, мы все согласны с Ньютоном: самый глубокий фундамент науки - это уверенность в том, что в природе одинаковые явления наступают при одинаковых условиях. [5. Стр. 22]
Наше проникновение в мир атомов, до сих пор бывший скрытым от глаз человека, несомненно является смелым предприятием, которое можно сравнить с великими, полными открытий кругосветными путешествиями и дерзкими исследованиями астрономов, проникших в глубины мирового пространства. [5. Стр. 40]
Перед нами стоит здесь гносеологическая проблема, совершенно новая для философии естествознания, где до сих пор всякое описание опытных фактов основывалось на предположении, что можно четко разграничить поведение объектов от средств наблюдения, это предположение уже входит в обычные способы выражения нашего языка. Оно не только вполне опровергается повседневным опытом, но и составляет даже главное основание классической физики, получившей такое замечательное завершение именно благодаря теории относительности. Однако дело меняется, как только мы переходим к явлениям, подобным индивидуальным атомным процессам, которые по самой своей природе существенно определяются взаимодействием исследуемых объектов с измерительными приборами, характеризующими экспериментальную установку. В этом случае мы вынуждены пристальнее рассматривать вопрос, какого рода информацию о таких объектах мы можем получить. В этом отношении мы должны прежде всего отдать себе отчет о том, что цель всякого физического опыта есть получение данных при воспроизводимых и поддающихся словесной передаче условиях. Эта цель не оставляет нам никакого другого выбора, как пользоваться повседневными понятиями, может быть улучшенными терминологией классической физики, не только при описании устройства и работы измерительных приборов, но также и при описании полученных экспериментальных результатов. С другой стороны, столь же важно понять, что именно это обстоятельство и указывает нам, что ни один результат опыта, касающегося явления, в принципе лежащего вне области классической физики, не может быть истолкован как дающий информацию о независимых свойствах объектов (свойствах объектов самих по себе). Более того, эти результаты внутренне связаны с определенной ситуацией, в описании которой столь же существенно, как и объект, входит и измерительные приборы, взаимодействующие с объектом. Этот последний факт дает прямое объяснение кажущихся противоречий, которые появляются, если данные об атомных объектах, полученные в разных экспериментальных установках, пытаются комбинировать в связанную картину. [5. Стр. 42]
Количественный охват большого экспериментального материала не оставляет больше сомнения в плодотворности и пригодности аппарата квантовой механики; однако абстрактный характер этого аппарата вызвал широко распространенное чувство неудовлетворенности. [5. Стр. 59]
Для этого решающим является признание следующего основного положения: как бы далеко не выходили явления за рамки классического физического объяснения, все опытные данные должны описываться при помощи классических понятий.
Обоснование этого состоит просто в констатации точного значения слова «эксперимент». Словом «эксперимент» мы указываем на такую ситуацию, когда мы можем сообщить другим, что именно сделали и что именно мы узнали. Поэтому экспериментальная установка и результат наблюдений должны описываться однозначным образом на языке классической физики.
Из этого основного положения можно сделать следующий вывод. Поведение атомных объектов невозможно резко ограничить от их взаимодействия с измерительными приборами, фиксирующие условия, при которых происходят явления. В самом деле, неделимость типичных квантовых эффектов проявляется в том, что всякая попытка подразделить явления требует изменения экспериментальной установки и тем самым влечет за собой возможности принципиально неконтролируемого взаимодействия между объектами и измерительными приборами. Вследствие этого данные, полученные при разных условиях, не могут быть охвачены одной единственной картиной; эти данные должны скорее рассматриваться как дополнительные в том смысле, что только совокупность явлений может дать более полное представление о свойствах объекта.
При таких обстоятельствах приписывание атомным объектам обычных физических атрибутов существенным образом связано с неоднозначностью; непосредственно это обнаруживается в дилемме, касающейся корпускулярных и волновых свойств электронов и фотонов, где мы имеем дело с как бы противоречащими друг другу картинами, из которых каждая представляет существенную сторону того, что дает нам опыт. Все кажущиеся парадоксы могут быть устранены путем исследования тех (несовместимых) условий опыта, при которых наблюдаются дополнительные явления. Поучительным примером этого может служить эффект Комптона, непротиворечивое описание которого вначале представляло большие трудности. В этом примере разъяснение состоит в том, что всякая установка, пригодная для изучения обмена энергией и количеством движения между электронами и фотонами, необходимо должна оставлять в пространственно-временной локализации процесса допуски, достаточные для того, чтобы придать определенность понятиям волнового числа и частоты. И обратно, все попытки более точного определения места столкновения между фотоном и электроном сделала бы невозможным подведения более точного баланса энергии и количества движения; невозможность эта обусловлена неизбежным взаимодействием с неподвижными масштабами и часами, определяющими пространственно-временную систему отсчета.
...надлежащими средствами для дополнительного описания как раз и служит формальный аппарат квантовой механики. Этот фундаментальный аппарат представляет собой чисто символическую схему, позволяющую делать предсказания результатов опытов, производимых в определенных условиях, которые должны характеризоваться при помощи классических понятий. Эта схема связана с классической теорией принципом соответствия. [5. Стр. 60-61]
Возникшая в атомной физике необходимость заново рассмотреть те основания, на которые должно опираться непротиворечивое применение элементарных физических идей, напоминает в некотором смысле ситуацию, с которой столкнулся в свое время Эйнштейн. Эта ситуация побудила Эйнштейна пересмотреть основания, на которое опираются все применения пространственно-временных понятий, и благодаря тому, что в процессе пересмотра было подчеркнуто фундаментальное значение проблемы наблюдения, в результате чего наше физическое мировоззрение приобрело замечательную стройность и единство. Несмотря на всю новизну и необычность способа рассмотрения, теория относительности сохраняет причинное описание, применяемое внутри каждой данной системы отсчета; в квантовой же механике мы вынуждены отказаться и от этого, отказаться из-за неконтролируемого взаимодействия между объектами и измерительными приборами. Этот факт, однако, отнюдь не указывает на ограниченность или неполноту квантово-механического описания. [5. Стр. 62]
Отказ от наглядного представления атомных явлений обусловлен невозможностью подразделить их и тем самым проследить их более детально. [5. Стр. 74]
По моему мнению, если мы имеем логически непротиворечивый математический аппарат физической теории, то единственный способ доказать его несостоятельность заключается в том, чтобы показать, что его следствия расходятся с опытом или что его предсказания не исчерпывают того, что может наблюдаться на опыте. [5. Стр. 81]
Главное, что нужно себе ясно представить, это то, что всякое новое знание является нам в оболочке старых понятий, приспособленной для объяснения прежнего опыта, и что всякая такая оболочка может оказаться слишком узкой для того, чтобы включить в себя новый опыт. В самом деле, во многих областях знания научные исследования время от времени приводили к необходимости отбросить или заново сформулировать точки зрения, которые ранее считались обязательными для всякого разумного объяснения в силу своей плодотворности и кажущейся неограниченной применимости...

Когда мы говорим о системе понятий, мы имеем в виду просто-напросто однозначное логическое отображение соотношения между опытными данными. Математика, так решительно содействовавшая развитию логического мышления, играет особую роль; своими четко определенными абстракциями она оказала неоценимую помощь при выражении стройных логический зависимостей.

Развитию так называемых точных наук, характеризуемых установлением численных соотношений между результатами измерений, сильно способствовали абстрактные математические методы, возникшие на почве независимой разработки обобщающих логических построений. Это положение особенно хорошо поясняется в физике; первоначально под физикой понимали вообще все знание о той природе, частью которой мы сами являемся; но постепенно физика стала означать изучение элементарных законов, управляющих свойствами неживой материи. [5. Стр. 95-96]
Мы стоим здесь перед крушением обычных физических представлений; это крушение убедительно сказывается в трудности говорить о свойствах атомных объектов независимо от условий их наблюдения. В самом деле, электрон, несомненно, можно рассматривать как заряженную материальную частицу, поскольку измерения его инертной массы всегда дают один и тот же результат и поскольку каждая передача электричества между атомными системами всегда равна целому кратному числу так называемого единичного заряда. Между тем интерференционные эффекты, возникающие, когда электроны проходят сквозь кристаллы, несовместимы с механическими представлениями о движении частиц. Мы встречаем аналогичные черты в известной дилемме о природе света, поскольку оптические явления требуют понятия о распространении волн, тогда как законы передачи количества движения и энергии в атомных фотоэффектах опираются на механическое представление о частицах. [5. Стр. 134]
Галилеева программа, согласно которой описание физических явлений должно опираться на величины, имеющие количественную меру, дала прочные основы для упорядочения опытных данных во все более и более широкой области. [5. Стр. 139]
Решающим является, однако, то обстоятельство, что при этом не может быть и речи о возвращении к такому способу описания, которое в большей степени шло бы навстречу привычным требованиям наглядного модельного представления связи между причиной и следствием. [5. Стр. 146]

Альберт Эйнштейн

Я считаю его (Маха) великую заслугу в том, что он сумел порвать с догматизмом, который царил в 18-м и в 19-м веках в вопросах, связанных с основами физики. В частности, в механике и теории теплоты он особенно отчетливо показал, что понятия возникают из опыта. Он с полным убеждение отстаивал точку зрения, согласно которой эти понятия, даже самые фундаментальные, могут быть обоснованы лишь исходя из эмпирики и отнюдь не являются логически необходимыми. Он внес здоровую струю, отчетливо показав, что важнейшие физические проблемы не носят математически дедуктивного характера, а связаны с фундаментальными понятиями. Его слабость я усматриваю в том, что он в той или иной степени сводил науку лишь к «упорядочению» эмпирического материала, т.е. признавал существование свободного конструктивного элемента в формировании понятий. В какой-то мере он считал, что теории возникают путем открытия, а не изобретения. Он зашел настолько далеко, что в «ощущениях» видел не только познаваемый материал, но и в какой-то мере строительные камни реального мира. Так он надеялся преодолеть различие между психологией и физикой. Если бы он был вполне последовательным, то ему пришлось бы отказаться не только от атомизма, но и от идеи физической реальности. [6. Стр. 17]
Мое неприятие статистической квантовой теории связано не с количественной ее стороной, а с тем, что к настоящему времени полагают, будто бы такой подход является окончательным в своей основе для фундамента физики...
Он (Паули) отрицает, что такой способ описания не является полным, но на том же дыхании заявляет, что пси-функция представляет собой статистическое описание, описание некоторой совокупности систем. Но ведь это просто другая форма высказывания: описание (индивидуальной) отдельной системы - не является полным! Сиюминутный успех имеет для всех людей большую убедительную силу, чем принципиальное размышление, а мода делает их глухим - хотя бы на некоторое время. [6. Стр. 22]
Скоро должна появиться книга из серии «Современные философы». В ней я защищаю милого господа бога против обвинения в его неизменном пристрастии метать кости. [6. Стр. 33]
Целых 50 лет сознательного поиска ничуть не приблизили меня к ответу на вопрос: что такое квант света? Сегодня любой проходимец считает, что ему это известно, но он заблуждается... Чернь легко склонить к плохому, проповеди о благоразумии она слушает неохотно. [6. Стр. 41]
Так уж часто случается, что на маленьких факультетах парочка старых хрычей (таких, как мы с тобой), держась друг за друга, всем верховодят. [6. Стр. 43]
Обилие фактического материала незаменимо для построения перспективной теории. Этот материал сам по себе не дает отправного момента для дедуктивной теории; под влиянием этого материалы может оказаться возможным «построить» некий общий принцип, который в свою очередь сможет послужить отправным моментом для логической (дедуктивной) теории.
Не существует логического пути, который привел бы от эмпирического материала к общему принципу, на который потом могла бы опереться логическая дедукция.

И чем дальше продвигается теория, тем отчетливее становится ясным, что индуктивным путем нельзя найти основные законы, на основе одних опытных фактов.
В общем можно сказать так, путь от частного к общему интуитивен, путь от общего к частному - логичен. [6. Стр. 44-45]
И все-таки хорошо, что каждая отдельная жизнь со всеми своими трудностями и проблемами имеет конец. Инстинкт отталкивает это неизбежное решение всех проблем, а разум его приемлет. Жалкие люди те, кто придумал, что индивидуальная жизнь продолжается и после смерти. [6. Стр. 47]
Далее ты говоришь: поле вероятности излучает из каждой реализации. Так получается, например, в классической теории броуновского движения. Но по квантовой теории дело обстоит совсем не так. Она через уравнения Шредингера определяет временное продолжение пси-функции. Однако последнюю не следует воспринимать ни как описание реального состояния, ни как относящуюся к определенному значению времени. Здесь легко впасть в заблуждение, так как описание, которое дается с помощью пси-функции, называется «состоянием». То обстоятельство, что его нельзя интерпретировать как «реальное состояние», должно быть понятным уже из того, что суперпозиция двух пси-функций одной и той же системы снова представляет собой пси-функцию. А суперпозиция реальных состояний - это бессмыслица, что непосредственно видно в случае «макросистем».
В современной квантовой теории вообще нельзя описать реальное состояние; можно только составить (неполное) представление, относящееся к реальному состоянию. Квантовые теоретики - «ортодоксы» - вообще отказываются от понятия реального состояния. Таким образом, ситуация оказывается с довольно-таки большой точностью схожей с той, которая имела место у старого доброго епископа Беркли.
Естественно, что многими эта ситуация воспринимается как в высшей степени неприятная. Но до настоящего времени это единственный способ привести квантовые состояния и вероятности переходов между ними в соответствии с опытом. Я твердо убежден в том, что истина еще далека от современных учений. Может быть даже, что моя общая релятивистская теория несимметричного поля как раз и является этой истиной. Но пока что математические трудности, стоящие на пути к сравнению с опытом, непреодолимы.
И, как не говори, сегодня столь же далеки мы во всяком случае от действительно разумной теории, как и 50 лет тому назад!
Действительно разумная теория должна была бы элементарные образования (электрон и т.д.) дедуцировать, а не предполагать заранее. [6. Стр. 50-51]
Характеризуется ли квантовым описанием реальное состояние полностью или только не полностью? На этот вопрос так просто ответить нельзя, поскольку каждое измерение означает неконтролируемое реальное вмешательство в систему (Гейзенберг). Таким образом, реальное состояние не является непосредственно доступным опыту, и суждения о нем всегда остается гипотетическим. [6. Стр. 53]
Если метод современной квантовой теории в принципе рассматривается как окончательный, то это означает отказ от полного описания реальных состояний. Этот отказ можно обосновать тем, что предполагается, что как раз для реальных состояний и не существует никаких законов и что полное их описание нецелесообразно. А это означает, говоря другими словами, что законы относятся не к вещам, а к тому, что мы, благодаря наблюдению над ними, можем узнать (однако законы для временной последовательности этого частичного знания строго детерминированы).
Ну, а на это я решиться не могу. Я полагаю поэтому, что статистический характер современной теории просто обусловлен выбором неполного описания.
Вторая часть твоего письма посвящена вопросу о том, что есть ли с точки зрения фундаментальной закономерности смысл в направленности (стрелки) для «течения времени». В эмпирических законах, относящихся к элементарным частицам, такое свойство стрелки находит себе столь же малое подтверждение, как и в классической механике. Остается идея, что испущенная сферическая волна содержит в себе большую «реальность», чем сходящаяся.
Реальность кванта света показывает, что эта идея необоснованна. И мы как раз весьма далеки от существования разумной и согласующейся с фактами теории света и материи! Мне кажется, что продвинуть этот вопрос дальше смогут только смелые умозрительные заключения, а не аккумулирование опытных данных. Имеется более чем достаточно непонятного экспериментального материала. [6. Стр. 54]
Тем не менее существенно, чтобы мы пользовались только понятиями, соответствие которых нашему опыту находится вне сомнений. [7. Стр. 39]
Тому, кто творит, плоды собственной фантазии кажутся настолько необходимыми и естественными, что он сам их считает не образами мышления, а заданными реальностями и хочет, чтобы все так считали. [7. Стр. 61]
  Наука - это попытка привести хаотическое многообразие нашего чувственного опыта в соответствие с некоторой единой системой мышления. В этой системе отдельные опыты сопоставляются с теоретической структурой таким образом, чтобы вытекающее отсюда соответствие было однозначным и убедительным. [7. Стр. 67]
Замечательное произведение всей жизни Кеплера особенно ярко показывают, что из голой эмпирики не может расцветать познание. Такой расцвет возможен только из сравнения придумываемого и наблюдаемого. [7. Стр. 109]
Он (Лоренц Г.А.) с исключительной последовательностью ставил в основу своих исследований следующие гипотезы: носителем электромагнитного поля является пустое пространство. [7. Стр. 126]
Понятия и предложения получают смысл, или «содержание», только благодаря их связи с ощущениями. Связь последних с первыми - чисто интуитивная и сама по себе не логической природы. Научная «истина» отличается от пустого фантазирования только степенью надежности, с которой можно провести эту связь между понятиями или интуитивное сопоставление, и ничем иным.

Физика есть стремление осознать сущее как нечто такое, что мыслится независимо от восприятия. В этом смысле говорят о «физически реальном». [7. Стр. 136]
В сущности, почти чудо, что современные методы обучения еще не совсем удушили святую любознательность, ибо это нежное растеньице требует наряду с поощрением прежде всего свободы - без нее оно неизбежно погибнет. [7. Стр. 138]
...нужно сначала высказать несколько общих положений о точках зрения, или критериях, с которых вообще можно критиковать физические теории. Первый критерий очевиден: теория не должна противоречить данным опыта. Но насколько очевидным кажется это требование само по себе, настолько тонким оказывается его применение. Дело в том, что часто, если не всегда, можно сохранить данную общую теоретическую основу, если только приспосабливать ее к фактам при помощи более или менее искусственных дополнительных предположений.
Во втором критерии речь идет не об отношении к опытному материалу, а о предпосылках самой теории, о том, что можно было бы кратко, хотя и не вполне ясно, назвать «естественностью» или «логической простой» предпосылок (основных понятий и основных соотношений между ними). [7. Стр. 139]
Предрассудок, который сохранился и до сих пор, заключается в убеждении, будто факты сами по себе, без свободного теоретического построения, могут и должны привести к научному познанию. Такой самообман возможен только потому, что нелегко осознать, что и те понятия, которые благодаря проверке и длительному употреблению кажутся непосредственно связанными с эмпирическим материалом, на самом деле свободно выбраны. [7. Стр. 149]
Теория преследует две цели:
1. Охватить по возможности все явления и их взаимосвязи (полнота).
2.Добиваться этого, взяв за основу как можно меньше логически взаимно независимых понятий и произвольно установленных соотношений между ними (основных законов или аксиом). Эту цель я буду называть «логической единственностью».
Грубо, но честно, второе пожелание можно выразить также следующим образом: мы хотим не только знать, как устроена природа (и как происходят природные явления) но и по возможности достичь цели, утопической и дерзкой на вид, - узнать, почему природа является именно такой, а не другой. В этом ученые находят наивысшее удовлетворение. [7. Стр.264-265]
Ниже высказывания  А. Эйнштейна из различных публикаций
Физики считают меня старым глупцом, но я убежден, что в будущем развитие физики пойдет в другом направлении, чем до сих пор.

Понятия, которые оказываются полезными.... легко завоевывают у нас такой авторитет, что мы забываем об их земном происхождении и воспринимаем как нечто неизменно данное. В этом случае их называют «логически необходимыми». «априорно данными» и т.д. Анализ давно используемых нами понятий и выявление обстоятельств, от которых зависит их обоснованность, пригодность, и того, как они возникают из данных опыта, не является праздной забавой. Такой анализ позволяет подорвать излишне большой авторитет этих понятий, они будут отброшены, если их не удастся узаконить должным образом, исправлены, если они не вполне точно соответствуют данным вещам, заменены другими, если необходимо создать какую-нибудь новую, в каких-то отношениях более предпочтительную систему.

Макс Борн

Вера простого, необразованного человека в существование реальности ничем принципиально не отличается от подобного убеждения ученого. Ряд философов рассматривают эту точку зрения как фактически обязательную для ученого. Она получила название эмпирического реализма. Но различные направления идеализма рассматривают ее как несостоятельную точку зрения. Мы не намерены здесь обсуждать спор между различными школами философии, а только хотим определить как можно яснее природу той реальности, которая является предметом естествознания. Эта реальность не есть реальность восприятий, ощущений, чувств, идей, или, коротко говоря, всего субъективного, а поэтому не является абсолютной реальностью переживаний. Эта реальность есть реальность предметов, объектов, которые образуют субстрат, лежащий в основе восприятий. Для нас критерием этой реальности является не какое-то одно чувственное впечатление или взятый в отдельности опыт, а только согласованность общих законов, которую мы открываем в явлениях. [8. Стр. 35]
Но одним из результатов этого завоевания явилось выдвижение на передний план нового понятия - понятия мирового эфира. Поскольку любое близкодействие требует своего носителя, среду, между частицами которой действуют силы, и так как электрические и магнитные силы могут передаваться через пустоту, где отсутствуют обычный тела, - ничего не оставалось другого, как допустить существование специально изобретенного тела. Этому способствовало, между прочим, то обстоятельство, что эфир был уже изобретен в другой области, в области оптики. Новой теории электричества оставалось только отождествить электромагнитный эфир со световым эфиром. [8. Стр. 38-39]
  Мир человеческих переживаний бесконечно богат и многообразен, но хаотичен и связан с переживающим субъектом. Человек старается упорядочить свои впечатления и прийти к согласованию их с впечатлениями других. Язык и искусство с его многообразными способами выражения являются именно такими средствами связи одного разума с другим. Они в своем роде совершенны, поскольку это касается объектов чувственных переживаний, но мало пригодны для передачи точных понятий о внешнем мире. Последнее составляет задачу науки. Из всего множества видов опыта она отбирает небольшое число наиболее простых форм и посредством мышления конструирует из них объективный мир вещей. В физике весь «опыт» ограничивается деятельностью по созданию аппаратуры и расшифровки показаний приборов. Но и полученный таким путем данных вполне достаточно, чтобы воссоздать мир посредством мысли. Вначале формируются образы, на которых сильно сказывается влияние требований наглядности; постепенно представления становятся все более абстрактными; прежние понятия отбрасываются и заменяются новыми. Но как бы ни отдалился сконструированный мир вещей от наглядности, он все же прочно связан у своих истоков с восприятиями органов чувств, и нет ни одного положения даже в самой абстрактной теории, которое в конечном счете не выражало бы отношения между данными наблюдений. Вот почему каждое новое наблюдение потрясает всю структуру науки, так что кажется, будто теории возвышаются и угасают. Но именно это чарует и привлекает ученого. Произведение его ума было бы чем-то невообразимо скучным, если бы оно постоянно не умирало и не возвращалось в жизнь вновь. [8. Стр. 57]
Взгляд на эту специальную ветвь естествознания (естественная философия) как философское учение имеет свое оправдание. Оно состоит не столько в необъятности ее исследований, охватывающих весь мир от атома до космических сфер, сколько в том факте, что при изучении этих вещей в их совокупности физик на каждом шагу встречается с логическими гносеологическими трудностями; и хотя физика имеет дело с ограниченным кругом знания и исключает такие явления, как жизнь и сознание, все же решение этих логических и гносеологических проблем является глубокой потребностью нашего стремления к познанию. [8. Стр. 78]
Эта точка зрения отрицает существование априорных принципов в виде законов чистого разума и чистой интуиции; она скорее утверждает, что справедливость каждого естественнонаучного положения (включая геометрию, поскольку она применяется в природе) базируется на опыте. В этой формулировке необходимо быть очень осторожным. Ибо это, конечно, не означает, что каждое фундаментальное положение, например геометрические аксиомы Евклида, непосредственно базируются на опыте. Только целостность логически связанной области знаний является объектом опытной проверки, и, если достаточный ряд положений подтверждается экспериментом, мы можем считать это как подтверждение справедливости всей системы, включая аксиомы, которые представляют собой наиболее краткие логические выражения системы.
Я не думаю, что эмпиризм в этой форме как-либо уязвим. Он имеет то преимущество, что свободен от закостенелости, которая присуща каждой системе априорных философий. Она высвобождает путь к совершенно неограниченному исследованию. И действительно, современная физика в полной мере использовала эту свободу. Она не только высказала сомнение в априорной правомерности евклидовой геометрии, как это делали великие математики прошлого столетия, но и реально заменила ее новыми формами геометрии; она даже объединила геометрию с физическими явлениями (гравитация), а затем таким же путем революционизировала почти все априорный категории - время, субстанцию и причинность.
 Известно, какое огромное значение для развития физики имело это высвобождение от априорных идей, хотя оно уже происходило на протяжении всего последнего столетия и не оно представляет решающее различие между классической и современной физикой. Это различие лежит скорее в общем отношении к понятию объективного мира.
Классическая физика принимала как само собой разумеющееся, что имеется такой объективный мир, который не только существует независимо от наблюдателя, но и может быть изучен этим наблюдателем без нарушения его в процессе наблюдения. Конечно, каждое измерение представляет собой нарушение наблюдаемого явления; однако допускалось, что путем искусного эксперимента это нарушение может быть сведено к ничтожно малой величине. Но современная физика показала, что как раз это неправильно. А с этим связана философская проблема, трудность которой состоит в том, что нужно говорить о состоянии объективного мира, при условии, что это состояние зависит от того, что делает наблюдатель. Это ведет к критическому исследованию того, что мы понимаем под выражение "объективный мир".[8. Стр. 80-81]
  Математический формализм оказывает совершенно удивительную услугу в деле описания сложных вещей. Но он нисколько не помогает в понимание реальных процессов.
Трудность возникает при обсуждении фундаментального противоречия, состоящего в том, что один и тот же процесс мы описываем то как поток частиц, то как волновое движение. Возникает вопрос: каков же он в реальности? Таким образом, вы видите, что здесь появляется вопрос о реальности, с которым тесно связаны чисто физические проблемы. [8. Стр. 87]
Здесь и возникает логическая трудность: частица с заданной скоростью является по своей природе точкой, существующей в какой-либо момент, без протяжения в пространстве. Но цуг волн по определению является тогда гармоническим, когда он заполняет все пространство и длится бесконечное время! Последнее утверждение может показаться не столь очевидным...
Бор особо подчеркнул эту логическую трудность, сказав, что планковский принцип вводит в описание природы иррациональный элемент. [8. Стр. 88]
Теперь мы напомним, именно точное знание положения и скорости в данный момент времени было в классической механике необходимым для определения движения в будущем. Квантовые законы противоречат этой предпосылке, а это означает нарушение причинности и детерминизма. Мы можем сказать, что эти утверждения не просто ошибочны, а бессодержательны, потому что предпосылка никогда не выполняется.
Познание того, что открытие квантовых законов кладет конец строгому детерминизму, который был существенной чертой классической физики, само по себе имеет огромное философское значение. [8. Стр. 90-91]
Для двух аспектов представлений - корпускулярного и волнового - Бор ввел выражение «дополнительность». Так же как все видимые цвета могут быть расположены в пары дополнительных цветов, дающих при смешивании белый цвет, так и все физические процессы могут рассматриваться с двух точек зрения: одна из них соответствует корпускулярному аспекту, а другая - волновому; оба они никогда не ведут к противоречиям, но оба необходимы, чтобы дать полное понимание процессов природы.
Такое краткое выражение для сложной и трудной ситуации оказывается очень полезным, например при ответе на наивный вопрос: что «реально» представляет собой луч света или вещество - поток частиц или волну? Всякий, кто однажды понял смысл «дополнительности», отведет этот вопрос как слишком упрощенный и бьющий мимо цели. Но этот отвод еще не решает вопроса о том, совместима ли новая теория с представлением об объективном мире, существующем независимо от наблюдателя. Трудность лежит не в двух аспектах, а в факте, что никакое явление в атомном мире не может быть описано без ссылки на наблюдателя, не только на его собственную скорость, как это имеет место в теории относительности, но на весь его образ действия при выполнении наблюдения, на установку приборов и так далее. Само наблюдение изменяет ход событий. Как в таком случае можем мы говорить об объективном мире?
Некоторые физики-теоретики, и среди них Дирак, отвечает на этот вопрос коротко и просто. Они говорят: все, что мы хотим иметь, это внутренне непротиворечивую математическую теорию. Она содержит в себе все, что может быть сказано об эмпирическом мире, с ее помощью мы можем предсказывать не наблюдавшиеся до сих пор явления, а это и есть все то, что мы хотим. То, что вы понимаете под объективным миром, мы не знаем, и это нас не интересует.
Против этой точки зрения нельзя ничего возразить, кроме того, что ее по необходимости придерживается лишь небольшой круг специалистов. Лично я не разделяю эту точку зрения.
Я думаю, что результаты науки должны быть истолкованы в такой форме, которая была бы доступна каждому мыслящему человеку. И это - прямая задача естественной философии. [8. Стр. 92-93]
Бор часто подчеркивал, что гносеологические трудности в физике вытекают из того, что мы вынуждены применять слова и понятия повседневной жизни, даже если мы имеем дело с более тонкими наблюдениями. [8. Стр. 97]
Тогда-то и был установлен метод индуктивного мышления, который ведет от единичного наблюдения к общим законам. Этот метод сам может стать предметом философского анализа. Ясно, что он предполагает не только фундаментальную веру в существование законов, но также в критерии для различения подлинных закономерностей от случайных и другие принципы такого же рода.
И Галилею и Ньютону был совершенно ясен индуктивный характер новой философии; теории, которые они создавали путем синтеза экспериментальных результатов, использовались для постановки новых экспериментов, и, если эти испытания были благополучны, теория считалась подтвержденной. Это - законный метод науки, сочетание дедукции и индукции, которое описывается в многочисленных учебниках. Но это не вся история.
И Галилей и Ньютон страстно желали избежать метафизических спекуляций. Но через некоторое время, когда законы механики были вполне известны, мы обнаруживаем попытки вывести их из принципов, которые своей формулировкой внушают мысль о внеопытном происхождении. Наиболее преуспевающем из этих принципов является принцип наименьшего действия. [8. Стр. 139]
  Перед физикой стоит проблема: как реальные явления, наблюдаемые с помощью наших органов чувств, обогащенных инструментами, могут быть сведены к простым понятиям, подходящим для точного измерения и полезным для формулировки количественных законов. [8. Стр. 141]
Гейзенберг считал, что величины, которые не имеют непосредственной связи с экспериментом, должны быть исключены. Он хотел обосновать новую механику как можно более непосредственно на опытных данных. Если это и есть «метафизический» принцип, то, конечно, я не могу возражать; я только хочу сказать, что это именно тот фундаментальный принцип современной науки в целом, который отличает ее от схоластики и догматических систем философии. Но если под этим принципом разумеют (как это делают многие) исключение из теории всех ненаблюдаемых, то это ведет к бессмыслице. Например, волновая функция Шредингера является такой ненаблюдаемой величиной, и, конечно, она позднее была принята Гейзенбергом как полезное понятие. [8. Стр. 149]
Эти свойства симметрии волновых функций и принцип Паули являются существенной частью квантовой механики. [8. Стр. 159]
Несмотря на блестящие достижения последнего периода, состояние теоретической физики столь же проблематично, как оно было в любое время, если мы исключает гордые времена королевы Виктории, когда верили, что все загадки уже разрешены.
Гораздо более серьезной является болезнь "бесконечностей". Они имеются двух видов: электростатическая энергия заряженной сферы радиуса r равна e2/r, если не считать числового фактора: при уменьшении радиуса до нуля она становится бесконечной. Следовательно, точечный заряд имеет бесконечную энергию (или массу, согласно закону Эйнштейна). Далее, энергия квантового осциллятора есть не hvn (как первоначально предполагал Планк), где n-целое число, а hv(n+1/2); следовательно, существует (для n=0) нулевая энергия (1/2)hv, и поэтому каждая система, которая может рассматриваться (с помощью теоремы Фурье) как суперпозиция бесконечного числа гармонических осцилляторов (например, полость, заполненная излучением), имеет бесконечную нулевую энергию. [8. Стр. 162-163]
  Мы должны считаться с тем фактом, что даже в физике принципиальные убеждения сильнее разумных доводов, как и во всякой другой человеческой деятельности. [8. Стр. 173]
  Кажется, его (Эйнштейна) убеждением всегда было и остается до сих пор, что наиболее глубокие законы природы причинны и детерминистичны, что вероятность необходима только для того, чтобы прикрыть наше невежество, когда нам необходимо иметь дело с большим числом частиц, и что только глубина нашего невежества выдвигает статистику на передний план. [8. Стр. 175-176]
  Позвольте процитировать вам определения метафизики, взятые у двух современных философов. Согласно Вильяму Джемсу, «метафизика - это необычайно упорное стремление мыслить ясным образом». Бертран Рассел пишет: «Метафизика, или попытка охватить мир как целое посредством мышления».
Я предлагаю употреблять слово «метафизика» в более скромном значении - как в отношении метода, так и предмета, - а именно как «исследование общих черт структуры мира и наших методов проникновения в эту структуру». [8. Стр. 190]
Способность делать предсказания - это главное достоинство физики. Оно основывается на принципе причинности, который в наиболее общей форме означает признание неизменных законов природы. [8. Стр. 191]
Но последний (Эйнштейн) стоит на своих позициях, заявляя, что он лично убежден в том, что современная теория, несмотря на ее логическую последовательность, все же представляет собой неполное описание физических систем. Его главные аргументы почерпнуты не столько из соображений принципа причинности, сколько из новой точки зрения на значение физической реальности, которую этот принцип подразумевает. Я хотел бы привести его собственное высказывание: «Для меня естественней ожидать, что адекватная формулировка всеобщих законов включает в себя использование всех абстрактных понятий, которые необходимы для полного описания», а именно - естественнее, чем идеи сторонников квантовой физики. Далее он настаивает на том, что испускание, например, ;-частицы каким-либо радиоактивным атомом с определенной энергией должно происходить в определенный момент времени, который можно предсказать на основе теории - в противном случае, как он считает, это описание будет неполным. [8. Стр. 203-204]
  Поколение, к которому принадлежим мы, Эйнштейн, Бор и я, учили, что существует объективный физический мир, который развивается по неизменным законам, существующий независимо от нас. Мы только наблюдаем этот процесс, как зрители в театре смотрят пьесу. Эйнштейн сохраняет взгляд, что таковым должно быть отношение между ученым-наблюдателем и его объектом. Между тем квантовая механика иначе истолковывает опыт атомной физики. Того, кто наблюдает какое-либо физическое явление, можно сравнить со зрителем не театральной постановки, а футбольной игры, где сам акт наблюдения, сопровождаясь криками одобрения или свистом, оказывает заметное влияние на темп и группировку игроков, а тем самым и на наблюдаемый процесс. Еще лучшим примером для сравнения может являться, в сущности, сама жизнь, где зрители и актеры - одни и те же лица. Именно действия экспериментатора, который конструирует прибор, предопределяют существенные черты наблюдения. Таким образом, нет объективно существующей ситуации, из наличия которой исходила классическая физика. Не только Эйнштейн, но и те, кто не отклоняет нашей интерпретации квантовой механики, заявляют, что при этих условиях невозможно говорить об объективно существующем внешнем мире, о резком различии между субъектом и объектом. Конечно, в этом есть некоторая доля истины, но я не нахожу такую формулировку очень удачной. [8. Стр. 204-205]
Я убежден, что того факта, что различные наблюдения электронов всегда дают одни и те же значения заряда, массы покоя и спина, вполне достаточно, чтобы говорить об электронах как о реальных частицах. [8. Стр. 205]
  Теорию относительности справедливо можно рассматривать как кульминационный пункт физики 19-ого столетия. Но она является также главной движущей силой современной физики, так как отвергает традиционные метафизические аксиомы, предложенные Ньютоном о природе пространства и времени, и утверждает право ученого строить свои идеи, включая философские концепции, согласно эмпирической ситуации. [8. Стр. 210]
Физика, свободная от метафизических гипотез, невозможна. Но я убежден, что гипотезы должны извлекаться из самой физики и непрерывно приспосабливаться к реальной опытной ситуации. [8. Стр. 226]
Я приветствую нападение Шредингера на удовлетворенное равнодушие многих физиков, которые принимают современную интерпретацию просто потому, что она работает, не беспокоясь о точности обоснований. Однако я не думаю, что статья Шредингера внесла положительный вклад в решение философских трудностей. Мне нелегко критиковать философию друга, которым я глубоко восхищаюсь как большим ученым и глубоким мыслителем. [8. Стр.265]
Все великие открытия в экспериментальной физике обязаны интуиции людей, откровенно использовавших модели, которые для них были не продуктом их фантазии, а представителями реальных вещей. Как мог бы работать экспериментатор и как мог бы он общаться со своими сотрудниками и современниками, если бы он не использовал модели, которые составляются из частиц (электронов, фотонов, нуклонов, нейтронов), полей и волн - понятий, которые теперь осуждаются как несущественные и бесполезные? [8. Стр. 269]
Сам Планк принадлежал к скептикам до конца своей жизни. Эйнштейн, де Бройль и Шредингер не прекратили подчеркивать неудовлетворительные стороны квантовой механики, требовать возврата к концепциям классической ньютоновской физики и предлагать пути, которыми этого можно было бы достигнуть, не противореча экспериментальным фактам. [8. Стр. 301]
Он (Гейзенберг) разрубил гордиев узел философским принципом и заменил угадывание математическим правилом. Принцип утверждает, что понятия и представления, которые не соответствуют физически наблюдаемым фактам, не должны использоваться в теоретическом описании. [8. Стр. 304]
Из письма Эйнштейна Борну от 12.12.1926.
 «Квантовая механика - теория, внушающая большое уважение. Но внутренний голос говорит мне, что это еще не настоящий Иаков. Эта теория дает много, но едва ли она подводит нас ближе к тайне предков. Во всяком случае я убежден, что никто не играет в кости...» [8. Стр. 334]
  Сам Эйнштейн не устает подчеркивать, что не существует однозначного логического пути от фактов опыта к теоретическим системам физики; последние, по его мнению, суть дети свободной фантазии. И все же несомненно, что ценность теории тем выше, наше доверие к ней тем больше, чем меньше в ней свободы выбора, чем больше ее логическая принудительность. [8. Стр. 365]
  И все же для меня, как и для многих других, работы Эйнштейна были откровением, потому что только благодаря им был раскрыт глубокий смысл преобразований Лоренца и в физику был введен новый философский метод рассмотрения. Эта философия учит, что утверждения, которые принципиально недоступны экспериментам, должны расцениваться как сомнительные и по возможности из физики удаляться. [8. Стр. 384]
  Речь идет о том, что средний человек - это наивный реалист. То есть, он воспринимает свои чувственные впечатления как непосредственную информацию о реальности, подобно животному. К тому же он еще и убежден, что все другие люди придерживаются того же, воспринимая такую же информацию. Средний человек не осознает, что нет никакого способа удостовериться, является ли его личное представление ( о том, что дерево зелено и т. п.) таким же, как представление ( об этом дереве) у другого человека, и что даже само слово «такое же» не имеет здесь никакого смысла. Индивидуальный чувственный опыт не имеет объективного и подтверждающего значения, смысла, который можно сообщить другим. Сущность же науки состоит в установлении объективных соотношений между результатами двух или более отдельных чувственных опытов, а особенно соотношений равенства. Такие соотношения можно сообщить, и их могут проверить различные экспериментаторы. Если же намеренно ограничиться употреблением только таких (научных) утверждений, то получается объективная, хотя и бесцветно-холодная, картина мира. Именно в этом заключается характеристика научного метода. [9. Стр. 41-42]
    Каково же мнение физиков или вообще ученых о проблеме реальности?
Я склонен думать, что большинство из них наивные реалисты, которые не станут ломать голову над философскими тонкостями. Они довольствуются наблюдением явлений, измерением и описанием его на характерном языке научных идиом. Поскольку им приходится иметь дело с измерительными инструментами и установками, они пользуются обычным языком, расцвеченным специфическими терминами, как водится в любом ремесле.
 Однако стоит им начать теоретизировать, то есть интерпретировать свои наблюдения, как они используют другие средства коммуникации. Уже в ньютонианской механике - первой физической теории в современном понимании - появляются понятия вроде силы, массы, энергии, которые не соответствуют обычным вещам. С развитием исследований такая тенденция становится все более отчетливой, В максвелловской теории электромагнетизма была развита концепция поля, совершенно чуждая миру непосредственно ощущаемых вещей. В науке становится все более превалирующими количественные законы в виде математических формул типа уравнений Максвелла. Именно так случилось в теории относительности, в атомной физике, в новейшей химии. В конце концов в квантовой механике математический формализм получил довольно полное и успешное развитие еще до того, как была найдена какая-то словесная интерпретация этой теории на обычном языке, причем и поныне идут нескончаемые споры о такой интерпретации. [9. Стр. 114-115]
Явления природы нет необходимости сводить к моделям, доступным нашему воображению и объяснимым на языке механики. Явления имеют свою собственную математическую структуру, непосредственно выводимую из опыта. [9. Стр. 122]
И когда это развитие физики увенчалось установлением законов квантовой механики, наступил конец эпохе механических моделей, а вместе с тем - конец причинному описанию в духе классической физики.
Таким образом, физика обрела свободу, необходимую для усвоения всевозрастающего количества наблюдений и измерений. Теперь физики пытаются найти математическое описание, подходящее к некоторой области экспериментирования, исследовать структуру этого описания, считая ее представляющей физическую реальность, причем неважно, сообразуется ли эта структура с привычными вещами. [9. Стр. 123]
Я убежден, что такая идея, как абсолютная определенность, абсолютная точность, конечная и неизменная истина и т.п., являются призраками, которые должны быть изгнаны из науки. [9. Стр. 124]
Все же мы, ученые, должны всегда помнить, что весь опыт базируется на чувствах. Теоретик, погрязший в своих формулах, забывший о явлениях, которые он собирается объяснить, - это уже не настоящий ученый - физик или химик; а если своими книгами он загораживается от красоты и разнообразия природы, то для меня он жалкий глупец. [9. Стр. 128]
Этот принцип утверждает, что понятия и утверждения, недоступные эмпирической проверке, не должны иметь место в физической теории. [10. Стр. 13]
На этом пути абсолютное пространство Ньютона теряет значительную часть своего таинственного существования. Пространство, в котором не существует ни одного места, которое могло бы быть фиксировано при помощи каких бы то ни было физических средств, представляет по крайней мере смутной и абстрактной идеей, а не просто ящиком, наполненным материальными объектами.
Существует бесконечное число эквивалентных систем, называемых инерциальными и совершающих поступательное движение (равномерное и прямолинейное) относительно друг друга, в которых законы механики выполняются в своей простой классической форме. [10. Стр. 73]
По мнению Ньютона, существование инерциальных сил в ускоренных системах подтверждает существование абсолютного пространства или, скорее, избранный характер инерциальных систем. Инерциальные силы особенно отчетливо заметны во вращающихся системах отсчета в виде центробежных сил. Именно в них Ньютон видел главное подтверждение своего постулата абсолютного пространства.
Тот факт, что ряд физических влияний распространяется в астрономическом пространстве, много лет назад привел к гипотезе, согласно которой это пространство не пусто, а наполнено чрезвычайно тонким невесомым веществом - эфиром, который и служить переносчиком влияний. В той мере, в какой это понятие используется в наши дни, оно не означает ничего, кроме определенных состояний, или «полей», в пустом пространстве, Если принять это абстрактное понятие с самого начала, то большая часть проблем, которые исторически связаны с представлением об эфире, останется неясной. Раньше эфир, конечно, считался реальным веществом, не только связанным с физическим состоянием, но и способным к движению. [10. Стр. 87]
После того как поперечность световых волн была обнаружена и подтверждена многочисленными экспериментами, в уме Френеля родилась идея будущей динамической теории света, которая должна была быть построена в полном соответствии с принципами механики и характером оптических явлений на основе свойств эфира и свойств действующих на него сил. Эфир с необходимостью представлялся упругим твердым телом, поскольку лишь в таких веществах могут существовать поперечные механические волны. [10. Стр. 108]
Итак, какие свойства следует приписать этому упругому эфиру? Прежде всего невероятная скорость распространения с требует, чтобы либо константа упругости была очень велика, либо плотность очень мала, либо эти два условия выполнялись одновременно.

Одно из очевидных возражений против гипотезы упругого эфира заключается в необходимости приписать ему огромную жесткость, для того чтобы объяснить высокую скорость распространения волн. Такое вещество с необходимостью оказывало бы сопротивление движению небесных тел, в частности движению планет. Астрономия никогда не обнаруживала никаких отклонений от ньютоновские законов движения, которые указывали бы на существование такого сопротивления. [10. Стр. 116]
Пространство в механике считается пустым постольку, поскольку в нем не присутствуют материальные тела. Пространство в оптике заполнено эфиром. Эфир рассматривают как некоторого рода материю, имеющую определенную массу, плотность и упругость. В соответствии с этим мы можем непосредственно применить ньютоновские представления о пространстве и времени к Вселенной, заполненной таким эфиром. Эта Вселенная, таким образом, уже не состоит из изолированных масс, разделенных пустыми пространствами, а целиком заполнена тонкой, но жесткой массой эфира, в которой плавают грубые массы материальных тел. Эфир и материя действуют друг на друга посредством механических сил и движутся в соответствии с законами Ньютона. В этом состоит логический путь применения ньютоновских воззрений в оптике. Вопрос состоит лишь в том, согласуются ли с этими воззрениями наблюдаемые факты. [10. Стр. 117]
Фарадеевой теории близкодействия не свойственно подобное различие между полем в эфире и полем в материальном изоляторе. И тот и другой - диэлектрики. Для эфира диэлектрическая постоянная равна единице, для других изоляторов она отлична от единицы. Если графическая картина электрического смещения верна для материи, она должна быть верна и для эфира. Эта идея играет огромную роль в теории Максвелла, представляющей собой, по сути дела, перевод Фарадеевой идей силовых линий на точный язык математики. Максвелл предполагает, что в эфире создание электрического или магнитного поля также сопровождается «смещением» жидкостей. Для этого нет нужды предполагать, что эфир имеет атомистическую структуру. [10. Стр. 167-168]
Были обнаружены и дальнейшие свидетельства того, что между светом и электромагнитными явлениями существует глубокая взаимосвязь. Наиболее поразительным доказательством этого послужило открытие Фарадея (1834г.): он обнаружил, что поляризованный луч света, проходя через намагниченное прозрачное вещество, испытывает воздействие этого вещества. Когда луч параллелен магнитным силовым линиям, плоскость его поляризации оказывается повернутой. Сам Фарадей отсюда сделал вывод, что светоносный эфир и носитель электромагнитных силовых линий должно быть одно и то же. [10. Стр. 180]
Лоренц выдвинул чрезвычайно смелый лозунг, который до тех пор никогда не высказывался с такой решительностью:
Эфир покоится в абсолютном пространстве!
В принципе это - отождествление эфира с абсолютным пространством. Абсолютное пространство оказывается не вакуумом, но чем-то имеющим определенные свойства. [10. Стр. 200]
Следовательно, мы становимся в ту же позицию по отношению к эфиру, в какую нас ставил принцип относительности к абсолютному пространству Ньютона. В случае ньютоновского принципа мы должны были признать, что бессмысленно рассматривать какое-либо конкретное место в абсолютном пространстве как нечто действительное в смысле физики, ибо не существовало физическое средств конкретизировать положение в абсолютном пространстве или пытаться воспроизвести это положение повторно. В точности таким же образом мы должны признать, что конкретное положение в эфире не представляет ничего действительного в физическом смысле; ввиду этого эфир сам по себе полностью теряет свойства реального вещества. В самом деле, мы можем сказать: если каждый из двух наблюдателей, движущихся относительно друг друга, может с равным правом утверждать, что именно он покоится в эфире, то эфир не должен существовать.
Итак, завершающий этап развития теории эфира привел к развенчанию роли эфира как фундаментального понятия. Однако потребовались большие усилия, чтобы признать провал идеи эфира. Даже Лоренц, гениальные предположения и напряженные усилия которого сыграли столь большую роль в приближении этого кризиса теории эфира, долгое время колебался, прежде чем сделать этот шаг. Эфир был порожден для того, чтобы служить переносчиком световых колебаний или, с более общей точки зрения, переносчиком электромагнитных сил в пустом пространстве. Колебания без какого-то «нечто», которое колеблется, кажутся немыслимыми. С другой стороны, утверждение о том, что в пустом пространстве существуют наблюдаемые колебания, выходит за рамки всякого возможного опыта. Свет или электромагнитные силы не могут быть наблюдаемыми никогда иначе, как в связи с другими телами. Пустое пространство, свободное от всякой материи, не представляет собой объекта для наблюдения вообще. Все, что можно утверждать, это то, что действие вызывается одним материальным телом и достигает другого материального тела по прошествии некоторого периода времени. Все, что происходит в промежутке между этими двумя событиями, является чисто гипотетическим, или, более точно, вопросом подходящих предположений. Теоретики могут пользоваться своими суждениями, приписывая определенные свойства вакууму, но лишь при одном ограничении: эти свойства должны согласовываться с действительными изменениями материальных объектов.
Это воззрение представляет собой шаг в направлении к более высокой абстракции, освобождающей нас от идей, которые ранее считались необходимыми составляющими нашего мировоззрения. В то же время этот шаг приближает нас к идеальному положению, когда лишь то, что непосредственно следует из опыта, признается как правомерное в качестве составляющего элемента физической картины мира, а все поверхностные картины и аналогии, вытекающие из более примитивных и несовершенных следствий опыта, исключаются из общей картины.
Начиная с этого момента и навсегда эфир как вещество исчезает из теории. На его место становится электромагнитное поле как математическая категория, позволяющая удобно описывать процессы, происходящие в веществе, и соотношения между их характеристиками. (Примечание М. Борна: В последние годы Эйнштейн предложил называть пустое пространство, заполненное гравитационным и электромагнитным полями, «эфиром»; в этом случае, однако, слово «эфир» отнюдь не означает вещество, имеющее традиционные свойства. Таким образом, в «эфире» не должно быть идентифицируемых точек и говорить о движении относительно «эфира» бессмысленно. Такое использование слова «эфир», конечно, допустимо и - коль скоро подобное значение его признано, - возможно, вполне удобно.) [10. Стр. 218-219]
Повторим еще раз гипотезы кинематики Эйнштейна:
1. Принцип относительности. Существует бесконечное число систем отсчета (инерциальных систем), движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга, в которых все физические законы имеют простейший вид (первоначально выведенный на основе понятия абсолютного пространства или неподвижного эфира).
2. Принцип постоянства скорости света. Во всех инерциальных системах скорость света имеет одно и тоже значение, если ее измерять при помощи линеек и часов одного и того же типа. [10. Стр. 227]
Понятие пространства в качестве причины не удовлетворяет требованиям логики с точки зрения представления о причинности. Ведь поскольку мы не располагаем никакими другими указаниями на его существование, кроме центробежных сил, в поддержку гипотезы абсолютного пространства можно привести лишь тот единственный факт, для объяснения которого она и была выдвинута. Трезвый критический подход с позиции общей теории познания отказывается принимать такие «подогнанные» гипотезы. Они слишком надуманны и не в ладу с основной целью научного исследования - выработать критерии, позволяющие отличить научные выводы от плодов воображения.[10.Стр.301]
Не существует логического пути от факта к теории. Здесь источником творческих достижений, как и везде, являются одновременно и сила воображения, и интуиция, и фантазия, а критерием правильности служит способность предсказывать явления, которые еще не исследованы или не открыты. [10. Стр. 324]

Вернер Гейзенберг

Это означает, что понятие «событие» должно быть ограничено наблюдением. Этот вывод весьма существенен, так как, по-видимому, он показывает, что наблюдение играет решающую роль в атомном событии и что реальность различается в зависимости от того, наблюдаем мы ее или нет. [11. Стр. 24]
Например, мы очень просто и легко употребляем слово «нейтрон». Но мы не в состоянии дать никакого определенного образа нейтрона и не можем сказать, что, собственно, мы понимаем под этим словом. Мы пользуемся различными образами и представляем нейтрон то как частицу, то как волну или волновой пакет. Но мы знаем, что ни одно из этих описаний не является точным. Очевидно, нейтрон не имеет цвета, запаха, вкуса. Тем самым он подобен атомам греческой философии. Но элементарные частицы в некотором отношении лишены и других свойств. Обычные представления геометрии и кинематики о частице, такие, как форма или движение в пространстве, не могут применяться в отношении элементарных частиц непротиворечивым образом. Если хотят дать точное описание элементарной частицы (здесь мы делаем ударение на слове «точное»), то единственное, что может быть пригодно в качестве этого описания, - это функция вероятностей. Отсюда делают вывод, что вообще если речь идет о «свойстве», то свойство «быть» не подходит без ограничения к элементарной частице. Есть только тенденция, возможность «быть». Поэтому элементарные частицы современной физики значительно абстрактнее, чем атомы у греков и именно по этой причине они представляют более подходящий ключ для понимания природы материи. [11. Стр. 35]
Однако мы не можем уйти от факта, что естествознание создано людьми. Естествознание описывает и объясняет природу не просто так, как она есть «сама по себе». Напротив, оно есть часть взаимодействия между природой и нами самими. Естествознание описывает природу, которая отвечает на наши вопросы и подвергается нашим методам исследования. [11. Стр. 43]
Каждый ученый (естествоиспытатель), проводя исследования, испытывает чувство, что он ищет нечто объективно истинное. Он думает, что его высказывания не зависят от условий, при которых они проверяются. Тот факт, что в физике природу можно описать посредством простых математических законов, учит нас тому. что мы имеем дело с подлинными чертами реальности, а вовсе не с тем, что мы в некотором смысле изобрели сами. [11. Стр. 44]
Философское положение, что все знание в конечном счете основывается на опыте, в конце концов именно в современном позитивизме ведет к требованию логического анализа каждого высказывания о природе. Такое требование, по-видимому, оправдано в классической физике. Однако с развитием квантовой теории мы узнали, что оно невыполнимо. Например, слова «координата» и «скорость» электрона раньше казались имеющими смысл как в отношении их значения, так и в отношении их возможной связи; фактически в рамках механики Ньютона они и были ясными и точными понятиями. Но с точки зрения современной физики они не являются таковыми, в чем можно убедиться на основании соотношения неопределенностей. Можно сказать, что они имеют смысл в отношении механики Ньютона, но не в отношении к природе. Это позволяет сказать, что никогда нельзя знать с самого начала границы в отношении применимости определенных понятий при расширении нашего знания. В особенности этого нельзя знать в том случае, когда это знание ведет в чрезвычайно далекую область природы, в которую мы можем проникнуть только с помощью современной техники эксперимента. Поэтому в этом процессе проникновения мы порой применяем наши понятия, которые не могут быть логически оправданы и в известной степени не имеют смысла. Абсолютное выполнение требования строгой логической ясности, вероятно, не имеет места ни в одной науке. Современная физика напоминает нам одну старую мудрость: не ошибается тот, кто молчит. [11. Стр. 46]
Все оппоненты квантовой теории едины, однако, в одном пункте, было бы желательно, по их мнению, возвратиться к представлению о реальности, свойственному классической физики, или, говоря на более общем философском языке, к онтологии материализма, то есть к представлению об объективном, реальном мире, мельчайшие части которого существуют столь же объективным образом, что и камни и деревья, независимо от того, наблюдаем мы их или нет. [11. Стр. 78]
Наука является эзотерическим учением, - так было сказано, - она предназначена только для немногих. [11. Стр. 85]
Первичным языком, который вырабатывают в процессе научного уяснения фактов, является в теоретической физике обычно язык математики, а именно - математическая схема, позволяющая физикам предсказывать результаты будущих экспериментов. Физик может довольствоваться тем, что он обладает математической схемой и знает, как можно ее применить для истолкования опытов. Но он должен говорить о своих результатах также и не физикам, которые не будут удовлетворены до тех про, пока им не будет дано объяснение и на обычном языке, на языке, который может быть понят каждым. Но и для физика возможность описания на обычном языке является критерием того, какая степень понимания достигнута в соответствующей области. В каком объеме возможно вообще такое описание? Можно ли, например, говорить о самом атоме? Это настолько же языковая, настолько и физическая проблема. [11. Стр. 104]
И тем не менее все мы прекрасно можем видеть траекторию электрона в камере Вильсона. [11. Стр. 168]
Поэтому, если Ваша теория верна. Вы должны рано или поздно суметь рассказать мне, как ведет себя атом, когда он, излучая. переходит из одного стационарного состояния в другое. (Альберт Эйнштейн) [11. Стр. 196]
Вы, европейцы, и особенно немцы, склонны относиться к подобного рода идеям страшно принципиально. Мы смотрим на все гораздо проще. Раньше ньютоновская физика была достаточно точным описанием наблюдаемых фактов. Потом стали известны электромагнитные явления, и оказалось, что ньютоновской механики здесь уже мало, но что в тоже время для описания таких явлений вполне хватает уравнений Максвелла. Наконец, изучение атомных процессов показало, что применение законов классической механики и электродинамики не приводит к наблюдаемым результатам. Стало быть, требовалось усовершенствовать прежние законы или уравнения, и так возникла квантовая механика. По существу физик, даже теоретик, поступает здесь просто как инженер, конструирующий, скажем, мост. Допустим, он замечает что применявшиеся ранее формулы для расчета его новой конструкции уже недостаточны. Он должен внести еще какие то поправки на ветровой напор, на старение материала, на температурные колебания и тому подобное, и может сделать это, внося добавления в прежние формулы. Так он получаем улучшенные формулы, более надежные конструктивные параметры, и все довольны. Но ведь основные принципы инженерной деятельности остаются без изменений. В современной физике, по моему, все обстоит так же. Возможно, вы делаете ошибку, трактуя законы природы как абсолютные, а после этого удивляетесь, что их приходится изменять. Мне кажется, уже само выражение «закон природы» ведет к довольно сомнительному возвеличиванию или обожествлению формулировки, которая по существу не может быть ничем иным, кроме как просто практическим предписанием о том, как следует обращаться с природой в соответствующей области. Словом, по моему, надо полностью отказаться от всяких абсолютизаций; тогда не будет ни каких трудностей. [11. Стр. 219-220]
Важнейшим критерием завершенности какой-то области является наличие в ней четко сформулированной, внутренне непротиворечивой аксиоматики, фиксирующей как понятия, так и закономерные соотношения внутри данной системы. В какой мере такая аксиоматическая система соответствует действительности, решает, естественно, только опыт, и мы называем систему «теорией» только тогда, когда она позволяет описать обширные области опытных данных. [11. Стр. 222]
Таким образом, был бы утерян важнейший критерий истинности нашей науки - простота законов природы, которая всегда светит нам в конце пути.
Ибо с прагматической точки зрения развитие науки есть непрерывный процесс приспособления нашего мышления к постоянно расширяющемуся полю опыта, и здесь немыслимо никакое завершение. [11. Стр. 223]
Позитивисты усвоили, что квантовая механика верно описывает атомные явления, поэтому они не видят никаких причин восставать против нее. А то, что мы к этому прибавляем, наподобие принципа дополнительности, интерференции вероятностей, соотношения неопределенности, границы между субъектом и объектом и так далее, для позитивиста просто туманная побочная лирики, возврат к донаучному мышлению, болтовня; все это ни в коем случае не может приниматься всерьез и в самом лучшем случае просто безвредно. Возможно, такая концепция обладает в себе полной логической завершенностью, но только я уже не знаю тогда, что такое понимание природы. [11. Стр. 319]

Луи де Бройль

До Максвелла, со времен Френеля, распространение света, как и распространение звука, пытались свести к распространению колебаний, то есть к движению. Но в случае света эта идея натолкнулась на более серьезные трудности, чем в случае звука. Нужно было не только вводить существование гипотетической среды, эфира, который проникал бы во все тела и присутствовал бы в вакууме (свет без труда распространяется в вакууме), но, поскольку Френель показал, что световые волны являются поперечными волнами, нужно было также приписать этому эфиру свойства несжимаемой среды. В таком случае эфир представлялся средой с парадоксальными свойствами, ибо, будучи более твердым, чем сталь, он тем не менее не должен был оказывать сопротивления движущимся в нем телам, например планетам. [12. Стр. 16]
Великий лейденский физик Лорентц Г.А. всегда допускал существование эфира, который служил бы основой электромагнитных полей и их распространения. Является ли этот эфир всегда неподвижным или он более или менее полностью увлекается при движении материальных тел, погруженных в нем? Опыты Физо по распространению световых волн в преломляющих движущихся телах и формулы Френеля, описывающие их результат, на первый взгляд, казалось, свидетельствуют о частичном увлечении эфира преломляющими телами. Но Лорентц получил формулу Френеля на основе истолкования реакции электронов, входящих в состав движущегося преломляющего тела, на световую волну, которая проходит через него; это позволило ему выдвинуть простую гипотезу о том, что эфир всегда неподвижен. Но если это так, то весь эфир как таковой должен определять систему отсчета, имеющую абсолютный характер, и с помощью оптических или электромагнитных явлений можно было бы определить движение материального тела по отношению к эфиру. Но опыт ни в коей мере не допускал наличия такого движения.
Выдающемуся американскому физику Майкельсону в сотрудничестве с Морли удалось в 1881-1887 года установить, что, проведя измерения даже с точностью (v2/c2), нельзя обнаружить никакого заметного влияния движения Земли по орбите на интерференционные явления, которые можно наблюдать в лаборатории. [12. Стр. 27-28]
Из речи Г.А. Лорентца на 5-ом Солвеевском конгрессе в октябре 1927 года
Картина, которую я хочу создать о явлениях, должна быть совершенно четкой и определенной, и мне кажется, что мы можем создать себе подобную картину лишь в рамках представлений о пространстве и времени. Для меня электрон является частицей, которая в заданный момент времени находится в определенной точке пространства, и если у меня возникла идея, что в следующий момент частица вообще находится где-то, я должен подумать о ее траектории, которая является линией в пространстве. И если этот электрон встречается с атомом и проникает в него, а затем после некоторых перипетий покидает этот атом, то я создаю теорию, в которой данный электрон сохраняет свою индивидуальность, то есть я представляю линию, по которой этот электрон проходит через атом. [12. Стр. 33]
Если преимущество позитивистской и феноменологической позиции состоит в ее благоразумии и в том, что она обязывает ученого оставаться на почве надежно установленных фактов, то она имеет и недостатки: она рискует подрезать крылья научному воображению, которое всегда играет фундаментальную роль в прогрессивном развитии науки, и она может затормозить это развитие, априорно заявляя о том, что запрещено вступать на тот или иной путь исследования или истолкования. Она стремится также ослабить, если не уничтожить, понятие объективной физической реальности, независимой от наших наблюдений. [12. Стр. 172]
Однако успеха математического аппарата недостаточно для доказательства того, что данное ему (т.е. физике микромира - это мое) истолкование является единственно верным. Такие видные ученые, как Планк, Эйнштейн и Шредингер, всегда протестовали против нового направления теоретической физики. В частности, Эйнштейн неоднократно утверждал, что если существующий математический аппарат волновой механики, использующий пси-волну с вероятностным смыслом, несомненно точен, то он не дает полного «описания» физической реальности. Эйнштейн, безусловно, считал, что полное описание должно производиться в рамках соответствующим образом обобщенных пространственно-временных отношений теорией поля, которая осуществила бы синтез понятий волны и частицы на основе введения кванта действия. [12. Стр. 176]
Он (Христиан Гюйгенс) предположил, что свет является волнообразным движением, распространяющимся в среде, недоступной для наших чувств, в эфире, - среде, которая проникает во все тела и даже наполняет те области пространства, которые кажутся нам «пустыми». С помощью очень изящных рассуждений, еще классических и сегодня, Гюйгенс показал, что эта волновая теория света позволяет истолковать не только законы отражения и преломления, но и явление двойного лучепреломления. [12. Стр. 204]
Но что представляет собой это колебание, распространение которого образует пси-волну, связанную с материальной частицей? Как и электромагнитное колебание, оно происходит в пустоте и не соответствует никакой конкретной физической картине. Впрочем, не следует удивляться тому, что колебания пси-волны имеет некоторые характеристики, аналогичные характеристикам электромагнитных колебаний световых волн: электромагнитное поле излучения является не чем иным, как пси-волной фотонов. Поскольку трудно определить физическую природу волны, связанной с частицами, многие физики-теоретики, может быть, увлеченные абстрактной тенденцией своего ума, решили рассматривать эту волну как чисто математическое выражение, служащее лишь для предсказания вероятности некоторых явлений. Лично мне кажется, что они несколько преувеличивают; пси-волна, существование которой столь ясно установлено в наблюдаемых явлениях, должна иметь более реальный и более конкретный смысл, чем тот, который ей сейчас приписывается. Конечно, было бы наивностью представлять себе электромагнитные волны и волны, связанные с частицами, в виде колебаний, распространяющихся в упругой среде, аналогичной материальному телу; но научному реализму соответствует предположение о том, что они представляют собой какое-то дрожание неизвестной еще природы, которое распространяется в пространстве с течением времени. [12. Стр. 247-248]
Именно в это время, двадцать пять лет тому назад, начала завоевывать всеобщее признание гипотеза Паули о существовании нейтрино. В явлениях бета-распада спектр испускаемых электронов является непрерывным, что как бы находится в противоречии с законом сохранения энергии. Однако было доказано, что энергия сохраняется в крайнем случае, когда испускаемый бета-электрон имеет максимальную энергию, соответствующую верхней границе энергетического спектра бета-электронов. Это обстоятельство могло дать основание полагать, что, когда энергия испускаемого электрона меньше верхней границы непрерывного спектра, часть энергии, содержавшейся в радиоактивном ядре до его распада, которая как бы исчезает в момент превращения, в действительности сообщается частице, испускаемой вовне; таким образом, эту часть энергии невозможно или по крайней мере очень трудно обнаружить экспериментально. В этом состояла гипотеза о существовании нейтрино, выдвинутая Паули. Нейтрино, относительно которого удалось доказать, что его масса если не равна нулю, то намного меньше массы электрона, долго ускользало от любого экспериментального обнаружения, но в последние годы, видимо, получены убедительные доказательства его реального существования. [12. Стр. 272]
Я хотел бы закончить доклад одним замечанием, которое считаю весьма важным. История наук показывает нам науку в процессе постоянного развития, науку, непрерывно перерабатывающую и пересматривающую накопленные знания и их истолкование; она показывает нам прошлое, которое, несмотря на многие недостатки, подготавливает настоящее. Но мы никогда не должны забывать, что наша современная наука является временной ступенью научного прогресса, что она сама, несомненно, изобилует недостатками и ошибками и что ее роль с этой точки зрения заключается как раз в подготовке будущего. Величайшей ошибкой, которую, кстати, очень легко допустить, было бы мнение о том, что современные представления науки являются окончательными. Часто люди справедливо восторгаются последними достижениями наук и хотят на их основе совершить чрезмерную и опасную экстраполяцию, тщетность которой будет показана будущим развитием науки. Мы никогда не должны забывать (история наук это доказывает), что каждый успех нашего познания ставит больше проблем, чем решает, и что в этой области каждая новая отрытая земля позволяет предполагать о существовании еще неизвестных нам необъятных континентов. [12. Стр. 317]
Человек не любит отказываться от своих убеждений; нужна большая душевная сила для того, чтобы человек признался в возможной ошибочности своих утверждений. А ведь преподавание обязывает все время делать выбор между противоположными точками зрения, и это (вопреки преобладающему мнению) даже в самых точных науках. И этот выбор необходимо делать публично, и когда он сделан, необходимы определенные усилия, чтобы противоречить самому себе, ставя под сомнение свои прежние взгляды; однако в некоторых случаях прогресс науки достигается именно такой ценой.
Каждый, кто пишет или говорит публично, кто в связи с этим обязан занять определенную позицию в отношении рассматриваемых проблем, в конце концов вопреки своей воле оказывается скованным играемой им ролью и не может более избавиться от «персонажа», которого он воплощает.
Часто, не будучи при этом лицемером, идеи, которые он вынашивает, идеи, которые он развивает во время своих размышлений наедине с собой, заметно отличаются от идей, которые он, по привычке или в силу профессиональной обязанности, выражает в устной или письменной форме. В глубине души он остается исследователем, беспокойным и сомневающимся, а внешне он остается мэтром, который уверен и в самом себе и в том, что он утверждает. [12. Стр. 344]
Теория относительности и кванты - это два столпа современной теоретической физики.
Развитие теории относительности началось, фактически, с изучения некоторых вопросов, связанных с оптическими явлениями, происходящими в движущихся средах. Френелево представление о свете предполагало существование эфира, заполняющего всю вселенную и проникающего во все тела. Такой эфир играл роль среды, в которой распространялись световые волны. Электромагнитная теория Максвелла несколько ослабила значение его, так как эта теория не требует, чтобы световые колебания были колебаниями какой-либо среды. В теории Максвелла световые колебания полностью определятся заданием векторов электромагнитного поля. После того как все попытки механической интерпретации законов электродинамики потерпели неудачу, поля в максвелловской теории, в конце концов, стали рассматривать как исходные понятия, которые бесполезно пытаться перевести на язык механики. С этого момента исчезла какая бы то ни была необходимость предполагать существование упругой среды, передающей электромагнитные колебания, и можно было думать, что понятие эфира останется бесполезным. В действительности же было не совсем так, и последователи Максвелла, в частности, Лоренц, вынуждены были снова поднять вопрос об эфире. [13. Стр. 65]
Одним из основных положений классической механики является требование, чтобы все ее уравнения были инвариантны относительно преобразований Галилея. И действительно, пользуясь формулами преобразований Галилея, легко убедиться, что если уравнения Ньютона справедливы в системе координат, связанной с неподвижными звездами, то они будут справедливы также и во всех других системах отсчета, движущихся прямолинейно и равномерно относительно этих неподвижных звезд. Напротив, уравнения Максвелла и Лоренца, существенно отличающиеся по своей форме от уравнений классической механики, не инвариантны относительно преобразования Галилея. Следовательно, если уравнения Максвелла справедливы в какой-либо одной системе координат, то они становятся несправедливыми при переходе к другой, движущейся относительно первой прямолинейно и равномерно. Дело обстоит так, как если бы существовала некая среда, заполняющая всю Вселенную, такая, что уравнения Максвелла справедливы только в одной, связанной с этой средой, системе отсчета. Именно с этой средой отсчета ассоциировали последователи Максвелла понятие эфира. Эфир не был для них уже упругой средой с особыми свойствами, способной передавать световые колебания. Он стал некоей абстрактной, весьма условной средой, служащей для фиксации системы отсчета, в которой справедливы уравнения электродинамики Максвелла.
Дело обстоит так, как если бы существовала некая среда, заполняющая всю Вселенную, такая, что уравнения Максвелла справедливы только в одной, связанной с этой средой, системе отсчета. Именно с этой средой отсчета ассоциировали последователи Максвелла понятие эфира. Эфир не был для них уже упругой средой с особыми свойствами, способной передавать световые колебания. Он стал некоей абстрактной, весьма условной средой, служащей для фиксации систем отсчета, в которых справедливы уравнения электродинамики Максвелла. [13. Стр. 66-67]
Если электромагнитная теория Лоренца действительно применима к элементарным частицам электричества, то они должна позволить однозначно определить излучение, испускаемое атомом Резерфорда-Бора. Но, как мы уже видели, эта теория приводит к совершенно неправильным выводам. Действительно, поскольку атом должен все время терять энергию на излучение, электроны очень быстро упадут на ядро, а частота излучения будет непрерывно изменяться. Но тогда атом был бы нестабильным, и спектральные линии строго определенной частоты не могли бы существовать - абсурдный вывод. [13. Стр. 124-125]
Из-за мнимых коэффициентов в самом волновом уравнении комплексный характер пси-функции, по-видимому, является существенным. Он приводит к тому, что все попытки рассматривать волны волновой механики как физическую реальность, соответствующую колебаниям какой-то среды, являются несостоятельными. [13. Стр. 145]
Несомненно, конечно, что наши понятия пространства и времени даже после их углубления теорией относительности нельзя строго применять к описанию атомных явлений. Существование кванта действия обнаружило совершенно непредвиденную связь между геометрией и динамикой: оказывается, что возможность локализации физических процессов в геометрическом пространстве зависит от их динамического состояния. Общая теория относительности уже научила нас рассматривать локальные свойства пространства-времени в зависимости от распределения вещества во Вселенной. Однако существование кванта требует гораздо более глубокого преобразования и больше не позволяет нам представлять движение физического объекта вдоль определенной линии в пространстве -времени (мировой линии). Теперь уже нельзя определить состояние движения, исходя из кривой, изображающей последовательные положения объекта в пространстве с течением времени. Теперь нужно рассматривать динамическое состояние не как следствие пространственно-временной локализации, а как независимый и дополнительный аспект физической реальности.
Действительно, понятия пространства и времени взяты из нашего повседневного опыта и справедливы лишь для явлений большого масштаба. Нужно было бы заменить их другими понятиями, играющими фундаментальную роль в микропроцессах, которые бы асимптотически переходили при переходе от элементарных процессов к наблюдаемым явлениям обычного масштаба в привычные понятия пространства и времени. Стоит ли говорить, что это очень трудная задача? Было бы удивительно, если бы оказалось возможным когда-либо исключить из физической теории понятия, представляющие самую основу нашей повседневной жизни. Правда, история науки показывает удивительную плодотворность человеческой мысли и не стоит терять надежды. Однако пока мы не добились успеха в распространении наших представлений в указанном направлении, мы должны стараться с большими или меньшими трудностями втиснуть микроскопические явления в рамки понятий пространства и времени, хотя нас все время будет беспокоить чувство, что мы пытаемся втиснуть алмаз в оправу, которая ему не подходит. [13. Стр. 187-188]
  Принцип Паули выражает весьма специфические свойства электронов и других частиц, которые ему подчиняются. Действительно, на сегодняшний день почти невозможно понять, каким образом две тождественные частицы взаимно запрещают друг другу занять одно и то же состояние. Этот тип взаимодействия совершенно отличается от взаимодействия в классической физике. Его физическая природа пока нам совершенно неизвестна. По-видимому, это одна из самых важных задач и к тому же самых трудных, которую предстоит решать физикам-теоретикам будущего, чтобы выяснить физические истоки принципа запрета. [13. Стр. 213]
Несомненно, некоторые, зная, что я оставил свои первые попытки и в течение 25 лет во всех своих работах излагал интерпретацию Бора и Гейзенберга, быть может, обвинят меня в непостоянстве, когда увидят, что я вновь испытываю сомнения по этому поводу и задаю себе вопрос, не была ли в конечном счете правильной моя первая ориентация. Если бы я захотел пошутить, я мог бы ответить словами Вольтера: « Глуп тот, кто не изменяется». Но возможен и более серьезный ответ. История науки показывает, что прогресс науки постоянно тормозился тираническим влиянием некоторых концепций, которые, в конце концов, стали считаться догмами. Ввиду этого следует периодически подвергать глубочайшему пересмотру принципы, которые были признаны как окончательные и больше не обсуждались. Чисто вероятностная интерпретация волновой механики на протяжении четверти века, несомненно, сослужила физикам немалую службу, так как она помешала им увязнуть в изучении очень сложных и трудных проблем, вроде тех, которые выдвигает концепция двойных решений, и, таким образом, позволила им уверенно следовать по пути применений, многочисленных и плодотворных. Но в настоящее время волновая механика в том виде, как она преподается, по-видимому, в значительной мере исчерпала свою способность к объяснению явлений. Это признается всеми, и сами сторонники вероятностной интерпретации стремятся, но, как кажется, без особого успеха, ввести новые концепции, еще более абстрактные и более далекие от классических образов, такие, как концепция S-матрица, минимальные длины, нелокальных полей и т.д. Не отрицая того, что эти попытки представляют интерес, можно задать себе вопрос: не стоит ли ориентироваться скорее к ясности пространственно - временных представлений? Как бы то ни было, несомненно, полезно приняться вновь за весьма трудную проблему интерпретации квантовой механики для того, чтобы посмотреть, является ли интерпретация, считающаяся ортодоксальной, действительно единственной, которую можно было бы принять. [14. Стр. 32-33]

Поль Адриен Морис Дирак

Но вот возникает большой скачек, и это означает, что появилось нечто совершенно новое. Такие большие скачки сводятся обычно к преодолению предрассудков. Некое представление может существовать у нас с незапамятных времен; оно полностью принято и не возбуждает вопросов, так как кажется очевидным. И вот какой-нибудь физик обнаруживает сомнение, он стремится к тому, чтобы заменить предрассудки чем-то более точным и это приводит к новому представлению о природе. [15. Стр. 66]
Разумеется, развитие представлений о Природе не остановилось и в настоящее время было бы ошибкой придавать нашим представлениям слишком большое значение. Мы находимся всего лишь на промежуточном этапе, и следует ожидать дальнейшего развития, которое будет иметь фундаментальное значение. [15. Стр. 81]
  Относительно нынешней ситуации в квантовой теории следует, по-моему, отдавать себе отчет в том, что она очень похожа на квантовую теорию до Гейзенберга. Физики заблуждаются, непрерывно пытаясь развить физические идеи, к которым они привыкли: эти идеи, обычно выражаемые на языке диаграмм Фейнмана. Я полагаю, что полное доверие к диаграммам Фейнмана и попытки введения искусственных процедур перенормировок, чтобы обойти трудности, сродни той ошибке, которую совершил я в 1924-1925 годах, цепляясь за боровские орбиты. На самом деле нужна математика нового типа, необходимы новые уравнения, которые выражали бы взаимодействие между основными величинами в физике; не следует упрямо придерживаться привычных идей, пытаясь выехать на них. [15. Стр. 97]
Было решено много проблем, но кое-какие серьезные трудности все же остались. Важнейшая из них состояла в том, что при попытках построения точной теории электронов, взаимодействующих с электромагнитным полем, возникает уравнение Шредингера, которое не решается. Его приходится решать стандартным методом теории возмущений, и когда доходят до членов второго порядка, возникают бесконечности. Единственный вывод , к которому можно было прийти, состоит в том, что уравнение не имеет решений. Эта весьма фундаментальная трудность, которая выявилась довольно рано в теории квантовой электродинамике, и она до сих пор не преодолена.
Была предпринята большая работа, чтобы понять, как справится с этой трудностью; мы еще поговорим об этом. Я не буду вдаваться в подробности, но хочу высказать свою точку зрения. Следует признать, что наше взаимодействие электромагнитного поля с электронами содержит нечто глубоко неправильное. Я имею в виду, что либо механика неверна, либо неправильно найдена сила взаимодействия. Неправильность этой теории почти также серьезна, как неправильность теории боровских орбит. [15. Стр. 106]

Анри Пуанкаре

Сомневаться во всем, верить всему - два решения, одинаково удобные: и то и другое избавляет нас от необходимости размышлять. [16. Стр. 7]
Опыт - единственный источник истины: только опыт может научить нас чему-либо новому, только он может вооружить нас достоверностью. Эти два положения никто не может оспорить.
Однако если опыт - все, то какое место остается для математической физики? Зачем экспериментальной физике это пособие? Тем не менее математическая физика существует; она оказала нам неопровержимые услуги. Это - факт, нуждающийся в объяснении.
Дело в том, что одних наблюдений недостаточно; ими надо пользоваться, а для этого необходимо их обобщать. Так всегда и поступали; однако поскольку память о бывших ошибках делала человека все более осмотрительным, то наблюдать стали все больше, а обобщать все меньше.
Каждое поколение смеется над предыдущим, обвиняя его в слишком поспешных наивных обобщениях. Декарт выражал сожаления по адресу философов - ионийцев; в свою очередь он вызывает улыбку у нас; без сомнения, когда-нибудь наши потомки посмеются над нами.
Но в таком случае нельзя ли нам уже теперь избрать путь, который устранил бы эти предвидимые нами насмешки? Нельзя ли нам удовольствоваться одним только чистым опытом?
Нет, это невозможно; такое стремление свидетельствовало бы о полном незнакомстве с истинным характером науки. Ученый должен систематизировать; наука строится из фактов, как дом из кирпичей; но простое собрание фактов столь же мало является наукой, как куча камней - домом. [16. Стр. 91]
Нередко говорят, что следует экспериментировать без предвзятой идеи. Это невозможно; это не только сделало бы всякий опыт бесплодным. Но это значило желать невозможного. Всякий носит в себе миропредставление, от которого не так-то легко освободиться. Например, мы пользуемся языком, а наш язык пропитан предвзятыми идеями и этого нельзя избежать; притом эти предвзятые идеи неосознанны, и поэтому они в тысячу раз опаснее других. [16. Стр. 93]
Заметим прежде всего, что всякое обобщение до известной степени предполагает веру в единство и простоту природы. Допущение единства не представляет затруднений. Если бы различные части Вселенной не относились между собой как органы одного и того же тела, они не обнаруживали бы взаимодействий - они, так сказать, взаимно игнорировали бы друг друга, и мы, в частности, знали бы только одну из них. Поэтому мы должны задать вопрос не о том, едина ли природа, а о том, каким образом она едина.
Относительно второго положения дело обстоит сложнее, нельзя быть уверенным, что природа проста. Можем ли мы без опасения считать это допущение справедливым? [16. Стр. 94]
Словом, любой закон обычно считается простым, пока не доказано противоположное.
Изучая историю науки, мы замечаем два явления, которые можно назвать взаимно противоположными: то за кажущейся сложностью скрывается простора, то, напротив, видимая простота на самом деле таит в себе чрезвычайную сложность. [16. Стр. 95]
Всякое обобщение есть гипотеза. Поэтому гипотезе принадлежит необходимая, никем никогда не оспариваемая роль. Она должна лишь как можно скорее подвергнуться и как можно чаще подвергаться проверке. [16. Стр. 97]
Часто идут еще далее: рассматривают эфир как единственную первичную материю или даже как единственную истинную материю. Наиболее умеренные считают обычную материю конденсированным эфиром - утверждение, не имеющего в себе ничего шокирующего ум; но другие ограничивают ее значение еще более и видят в ней только геометрическое место некоторых особенностей состояний эфира. Например, по лорду Кельвину, то, что мы называем материей, есть лишь место точек, где эфир испытывает вихревое движение; по Риману, это - место точек, в которых эфир постоянно уничтожается, у других, более современных авторов, Вихерта или Лармора, это - место точек, где эфир подвергается кручению совершенно особого рода.
А наш эфир - существует ли он в действительности ? Известно, откуда явилась уверенность в его существовании. Свету требуется несколько лет, чтобы дойти до нас от удаленной звезды. В это время он уже не находится на звезде и еще не находится на Земле. Надо допустить, что он где-то находится, что он имеет, так сказать, некоторый материальный носитель. [16. Стр. 107]
В истории развития физики можно различить две противоположные тенденции. С одной стороны, ежеминутно открываются новые связи между предметами, которые, казалось, должны быть навсегда разделенными; отдельные факты перестают быть чуждыми друг друга; они стремятся систематизироваться в величественном синтезе. Наука движется по направлению к единству и простоте.
С другой стороны, наблюдения ежедневно открывают новые явления; они долго ждут своего места в системе, иногда для этого бывает нужно сломать один из ее углов. Даже в хорошо известных явлениях, которые нашими грубыми чувствами воспринимаются как однородные, мы с каждым днем замечаем все более разнообразные подробности; то, что мы считали простым, делается сложным, и наука, по-видимому, идет по пути возрастания сложности и многообразия. [16. Стр. 109]
Истинная, единственная цель науки - раскрытие не механизма, а единства. [16. Стр. 111]
Для нас не так важно, существует ли эфир в действительности - пусть это решают метафизики; для нас важнее то обстоятельство, что все происходит так, как если бы он существовал, и что эта гипотеза удобна для истолкования явлений. А в конце концов, есть ли у нас другие основания для веры в существование самих материальных объектов? Вера в их существование - точно так же лишь удобная гипотеза. Только она никогда не перестает существовать, тогда как гипотеза эфира, без сомнения, когда-нибудь будет отвергнута как бесполезная. [16. Стр. 131]
Отыскание истины должно быть целью нашей деятельности; это единственная цель, которая достойна ее. Несомненно, сначала мы должны постараться облегчить человеческие страдания, но - зачем? Отсутствие страданий - это идеал отрицательный, который вернее был бы достигнут с уничтожением мира. Если мы все более и более хотим избавить человека от материальных забот, так это затем, чтобы он мог употребить свою отвоеванную свободу на исследование и созерцание истины. [16. Стр. 155]
1. Абсолютного пространства не существует, мы знаем только относительные движения. Между тем чаще всего выражают механические факты так, как если бы существовало абсолютное пространство, к которому их можно было бы отнести.
2. Не существует абсолютного времени. Утверждение, что два промежутка времени равны, само по себе не имеет смысла, и можно применять его только условно.
3. Мы не способны к непосредственному восприятию не только равенства двух промежутков времени, но и не можем быть уверенными в одновременности двух событий, происходящих в различных местах.
4. Наконец, сама наша евклидова геометрия - лишь своего рода условный язык. Мы могли бы изложить факты механики, относя их к пространству неевклидову, которое было бы основой менее удобной, но столь же законной, как и наше обыкновенное пространство. Изложение слишком осложнилось бы, но осталось бы возможным.
Таким образом, абсолютное пространство, абсолютное время, даже сама геометрия не имеет характера вещей, обуславливающих собой механику. [17. Стр. 22-23]
Среди самых интересных проблем математической физики специальное место следует отнести проблемам, связанным с кинетической теорией газа. Многое уже сделано для их решения, но многое еще остается сделать. Эта теория представляет вечный парадокс. Мы имеем обратимость в предпосылках и необратимость в следствиях, и между ними - пропасть. Достаточно ли статистических рассмотрений, закона больших чисел, чтобы заполнить ее? Остается еще много темных мест, к которым нужно возвратиться и, безусловно, не один раз. [17. Стр. 40]

Эрвин Шредингер

Я не могу себе представить, что электрон прыгает, как блоха.

Можно построить и совсем шутовские примеры. Посадим кошку в стальной сейф вместе с адской машиной (защищенной от кошки). В счетчик Гейгера положена крупинка радиоактивного вещества, столь малая, что за час может распадаться один из атомов, но с той же вероятностью может не распасться ни один. Если атом распадается, то счетчик через реле приведет в действие молоточек, который разобьет колбу с синильной кислотой. Представим всю эту систему самой себе в течение часа, мы скажем, что кошка еще жива, если за это время не распался ни один атом. Первый же распад привел бы к отравлению кошки. ;-функция всей системы выразила бы это тем, что живая и мертвая кошка (с позволения сказать) смешаны или размазаны в одинаковых пропорциях.
В этих примерах типично то, что неопределенность, ограниченная первоначально атомными размерами, превращается в макроскопическую неопределенность, которая поддается разрешению прямым наблюдением. [18. Стр. 13]
Однако различие между частицами и волнами считалось таким же четким, как, например, между скрипкой и звуком. [18. Стр. 117]
Обширный экспериментальный материал укрепляет наше убеждение, что характерные «волновые» и «корпускулярные» свойства никогда не встречаются в отдельности, а всегда в единстве; они представляют различные стороны одних и тех же явлений - и это действительно для всех физических явлений. Это единство не зыбкое или поверхностное. Было бы совершенно ошибочным считать, что катодные лучи состоят из частиц и волн. В ранние дни волновой теории предлагали гипотезу, что частицы могут быть особыми местами внутри волн, наподобие того, что математики называют сингулярными точками. Пенистый гребень умеренной морской волны был бы неплохой аналогией. Но очень скоро эта идея была оставлена. По-видимому, оба понятия - волны и частицы - должны быть основательно изменены для того, чтобы добиться правильного их слияния. [18. Стр. 118]
Из письма А. Эйнштейна - Э. Шредингеру от 31.05.1928.
Философия успокоения Гейзенберга - Бора - или религия? - так тонко придумана, что представляет верующему до поры до времени мягкую подушку, с которой не так легко спугнуть его. Пусть спит. [18. Стр.238]
Из письма А. Эйнштейна - Э. Шредингеру от 9.08.1938.
Теперь о физике. Как и прежде, так и теперь я убежден, что волновое представление материи не есть полное представление вещей, хотя оно и оказалось практически полезным. Очень красиво это показывает твой пример с кошкой (радиоактивный распад, связанный с взрывом). Одни части пси-функции соответствуют живой кошке, а другие - распыленной кошке, в одно и тоже время.
Если пытаться воспринимать пси-функцию как полное описание состояния (независимо от наблюдения), то это означает, что в данный момент кошка не жива и не распылена. Но это или другое состояние осуществлялось бы наблюдением. Если же отбросить такое представление, то нужно считать, что пси-функция представляет не истинное положение вещей, а совокупность нашего знания о положении вещей. Это интерпретация Борна, разделяемая сегодня большинством теоретиков. Тогда формулируемые законы относятся не к измерениям во времени существующего, а к изменениям во времени совокупности наших обоснованных ожиданий.
Обе точки зрения логически безупречны. Но я не могу верить, что одна из них в конце концов будет доказана.
Имеется также мистик (Бор), который вообще запрещает, как не научный, вопрос о чем-то существующем независимо от наблюдения, т.е. вопрос о том - жива или нет кошка в данный момент, до наблюдения. При этом обе точки зрения сливаются в мягком тумане, в котором я чувствую себя не лучше, чем при одной из указанных трактовок, занимающих определенную позицию по отношению к понятиям реальности. Как и прежде, я убежден, что эта диковинная ситуация возникает от того, что мы еще не достигли полного описания вещей.
Я допускаю, конечно, что такое полное описание не могло бы наблюдаться в полном объеме в каждом отдельном случае, но этого и нельзя разумно требовать.
Пишу тебе это, не питая иллюзию убедить тебя, а с единственной целью разъяснить тебе мою точку зрения, приведшую меня к глубокому одиночеству. Я довел ее до степени действительной математической теории, проверка которой, естественно, очень затруднительна.
С сердечным приветом А. Эйнштейн[18. Стр. 239]
Эйнштейн – Шредингеру 22.12.1950.
Дорогой Шредингер!
Ты единственный (рядом с Лауэ) из современных физиков, кто понимает, что нельзя обходить вопрос о реальности - оставаясь честным. Большинство не дают себе отчета, какую рискованную игру они ведут с реальностью - реальность как нечто независимое от констатации. Они как-то думают, что квантовая теория дает описание действительности, притом полное описание. Это представление, однако, красивейшим образом опровергается твоей радиоактивной системой: атом + счетчик Гейгера, усилитель + взрывчатка + кошка - в одном ящике, причем пси-функция системы содержит кошку как в живом виде, так и в распавшемся на составные части. Создается ли состояние кошки физиком, который в определенное время исследует вопрос? На самом деле, никто не сомневается, что наличие или отсутствие кошки - нечто независимое от акта наблюдения. Но тогда описание с помощью пси-функции - неполное и должно существовать более полное описание. Кто хочет рассматривать квантовую теорию (в принципе) как окончательную, тот должен полагать, что более полное описание бесцельно, потому что для него невозможно установить законов. Если бы это было так, то физика представляла бы интерес лишь для лавочников и инженеров. Все это было бы очень печально. [18. Стр. 242]
Стр.381.
Из статьи «Интерпретация квантовой механики» М. Борна
Поэтому для защиты своих собственных взглядов я прибегну к методу, использованием которого и сам Шредингер не слишком гордится, а именно к цитированию авторитетных специалистов, которые разделяют мое мнение. Я выбрал в качестве свидетеля В. Паули, который общепризнан как наиболее критичный, логически и математически требовательный среди ученых, которые внесли вклад в квантовую механику. Я приведу несколько строк из письма, которое я недавно получил:
«Вопреки всем реакционным усилиям (Шредингер, Бом и др., а в некотором смысле также и Эйнштейн), я уверен, что статистический характер пси-функции (а таким образом и законов природы), который Вы с самого начала усиленно подчеркивали в противоположность Шредингеру, будет определять стиль законов в течение по крайней мере нескольких столетий. Возможно, что позднее, например, в связи с процессами жизни, будет найдено нечто совершенно новое, но мечтать о возвращении к прошлому, к классическому стилю Ньютона - Максвелла (а то, чему посвящают себя эти господа, есть только мечты) - это кажется мне безнадежным, неправильным, признаком плохого вкуса. И мы могли бы добавить, что это даже не красивые мечты.» [18. Стр. 381]

Ричард Филлипс Фейнман

Все попытки объяснить вращение электронов вокруг ядра законами механики - теми же, при помощи которых Ньютон вычислил движение Земли вокруг Солнца, - оказались неудачными. Ни одно предсказание не подтвердилось... Выработка новой системы взглядов, способной заменить законы Ньютона, заняла долгое время, так как все, что происходило на атомном уровне, казалось очень странным. Надо было расстаться со здравым смыслом, чтобы представить себе, что же происходит на атомном уровне. Наконец, в 1928 году была разработана "бредовая" теория, объясняющая «новый тип поведения» электронов в веществе. Она только казалась сумасшедшей. Ее назвали квантовой механикой. Слово "квантовая" относится к той странной особенности природы, которая противоречит здравому смыслу. Про эту особенность я и собираюсь вам рассказать. [19. Стр. 8-9]
Квантовая электродинамика существует уже свыше пятидесяти лет. Она многократно подвергалась все более и более тщательной проверке во все более разнообразных условиях. В настоящее время я могу с гордостью сказать, что между экспериментом и теорией нет существенных расхождений. [19. Стр. 10]
Мы, физики, всегда стараемся проверить, все ли в порядке с теорией. Такова игра, потому что, если что-нибудь не так, становится интересно! Но до сих пор мы не нашли ничего неправильного в квантовой электродинамике. Поэтому я бы сказал, что это жемчужина физики и предмет нашей величайшей гордости. [19. Стр. 11]
Следующая причина, по которой вы можете решить, что не понимаете, о чем я говорю, состоит в том, что, когда я буду описывать, как устроена Природа, вы не поймете, почему она так устроена. Но знаете, ведь этого никто не понимает. Я не могу объяснить, почему Природа ведет себя именно так, а не иначе.
Наконец, возможно и такое: я сообщаю вам нечто, а вы не можете в это поверить. Вы этого не понимаете. Вам это не нравится. Опускается завеса, и вы больше ничего не слушаете. Я буду рассказывать, как устроена Природа, если вам не нравится, как она устроена, это будет мешать вашему пониманию. Физики научились решать эту проблему: они поняли, что нравится им теория или нет - неважно. Важно другое - дает ли теория предсказания, которые согласуются с экспериментом. Тут не имеет значения, хороша ли теория с философской точки зрения, легка ли для понимания, безупречна ли с точки зрения здравого смысла. Квантовая электродинамика дает совершенно абсурдное с точки зрения здравого смысла описание Природы. И оно полностью соответствует эксперименту. Так что я надеюсь, что вы сможете принять Природу такой, как Она есть - абсурдной. [19. Стр. 12-13]
Я указал на это обстоятельство, потому что чем больше вы наблюдаете странное поведение Природы, тем сложнее построить наглядную модель, объясняющую даже простейшие явления. И теоретическая физика отказалась от этого. [19. Стр. 74]
Такой обменный фотон, который никогда на фигурирует в начальном и конечном условиях эксперимента, иногда называют "виртуальным фотоном".[19. Стр. 86]
Простейший атом - атом водорода - состоит из протона и электрона. Протон удерживает танцующий вокруг него электрон, обмениваясь с ним фотонами. [19. Стр. 89]
Читая эти лекции, я получил истинное наслаждение, показывая, что столь точная теория создается ценой разрушения здравого смысла. Мы должны примириться с очень причудливыми явлениями: усилением и подавлением вероятностей, отражением света от всех частей зеркала, распространением света не по прямой и со скоростью, меньшей или большей обычной скорости света, движением электронов вспять во времени, внезапным распадом фотонов на электрон-позитронные пары, и т.д. Мы должны примириться со всем этим, чтобы осознать, какие действия Природы лежат на самом деле в основе практически всех наблюдаемых нами явлений. [19. Стр. 106]
Вам может показаться, что наиболее шокирующая черта квантовой электродинамики - шаткая концепция амплитуд - указывает на какие-то проблемы, какое-то неблагополучие! Однако физики возятся с амплитудами уже более пятидесяти лет и очень к ним привыкли. Более того, все новые частицы и новые наблюдаемые нами явления полностью соответствуют предсказаниям, которые можно вывести из этой концепции амплитуд, где вероятность равна квадрату результирующей стрелки, длина которой определяется при помощи всяких хитрых способов соединения стрелок (с интерференцией и т.д.). Так что в экспериментальном отношении концепция амплитуд не подлежит никакому сомнению. Вы можете сколь угодно испытывать философское беспокойство относительно того, что же все-таки значат амплитуды (если они, действительно, что-то значат), но поскольку физика - наука экспериментальная, а концепция согласуется с экспериментом, она нас пока устраивает. [19. Стр. 110]
Уловка, при помощи которой мы находим n и j, имеет специальное название - "перенормировка". Но каким бы умным ни было слово, я назвал бы ее дурацким приемом. Необходимость прибегать к таким фокусам-покусам не позволила нам доказать математическую самосогласованность квантовой электродинамики. Удивительно, что до сих пор самосогласованность этой теории не доказана тем или иным способом: я подозреваю, что перенормировка математически незаконна. Но что очевидно, это то, что у нас нет хорошего математического аппарата для описания квантовой электродинамики... [19. Стр.113-114]
Имеется восемь различных глюонов, например, красно-антикрасный, красно-антисиний, красно-антизеленый и т.д. (вы могли бы подумать, что их должно быть девять, но по техническим причинам один отсутствует). Теория не слишком сложная. Общее правило гласит: глюон взаимодействует с тем, что имеет "цвет", - требуется лишь немного бухгалтерии, чтобы проследить, куда переносится "цвет".[19. Стр. 121]
В книгах говорится, что наука проста: вы строите теорию, сравниваете ее с экспериментом, и если теория не работает, вы ее отбрасываете и строите новую теорию. Здесь у нас есть четкая теория и сотни экспериментов, но мы не можем их сравнить! В истории физики такого положения еще не бывало. Мы временно оказались взаперти, и не можем выбраться, пока не придумаем метод вычисления. Нас завалило всеми этими стрелочками, как снежным сугробом. [19. Стр. 122]
Во всем этом рассказе осталась одна особенно неудовлетворительная черта: не существует теории, адекватно объясняющей величины наблюдаемых масс частиц, m. Мы пользуемся этими числами во всех наших теориях, но не понимаем их - что они собой представляют или откуда они берутся. Я считаю, что с фундаментальной точки зрения это очень интересная и важная проблема. [19. Стр. 133]