В этой связи стоит обратить внимание на очевидные парадоксы как в квантовой теории поля, так и в теории электрона Дирака, которые предполагают существование плотности энергии и заряда в свободном пространстве, что в большой степени согласуется с основами общей теории относительности даже с учётом предполагаемых ограничений концепций поля и частицы. В то время как плотность заряда, соответствующая «морю» электронов, может считаться нейтрализованной при аналогичной трактовке проблемы протона, компенсация отрицательной плотности энергии может потребовать введения в эту картину положительной энергии поля в низшем состоянии. В настоящее время, по-видимому, нет смысла проводить подобное рассмотрение более детально; оно лишь указывает на то, как тесно могут быть связаны понятия поля и частицы в будущей теории, и подчёркивает дуалистический характер этих понятий. Это имеет свои корни в том обстоятельстве, что такие свойства частиц, как масса и заряд, определяются полем сил, которое они вызывают, или действием поля на них; и, наоборот, поля сами определяются через их действие на частицы.
Прежде чем закончить эти предварительные замечания, следует упомянуть о новом направлении, предложенном Гейзенбергом, который поставил цель создать достаточно широкие основания последовательной теории атомных явлений, строго ограничивая описание непосредственно наблюдаемыми величинами. Ещё не было сделано никаких попыток расширить идеи, которые развивались главным образом Мёллером и которые, несомненно, будут главной темой дискуссий на этой встрече. Можно только сказать, что вопрос о пределах «наблюдаемости» или скорее «определимости» не так уж легко обсуждать до того, как будет установлен соответствующий формализм. Но даже при таком подходе дальнейший анализ смысла характерных черт атомной теории может постепенно пролить свет на эти проблемы и, следовательно, не будет излишним.
1948
71 О ПОНЯТИЯХ ПРИЧИННОСТИ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ *
*
Причинный способ описания имеет глубокие корни в осознанном стремлении использовать наши знания на практике в приложениях к окружающим нас явлениям и в связи с этим он входит в наш повседневный язык неотъемлемой составной частью. Ввиду того, что представление о причинах и следствиях являлось основой всякого анализа во многих областях человеческого познания, принцип причинности даже стал восприниматься как идеал научного объяснения.
В физике причинное описание, первоначально применявшееся к проблемам механики, основывается на том предположении, что знание о состоянии системы в некоторый момент времени позволяет предсказать её состояние в любой последующий момент времени. Однако уже здесь определение состояния системы требует специального рассмотрения; вряд ли нужно напоминать, что адекватный анализ механических явлений возможен лишь при условии осознания того факта, что описание состояния системы тел должно включать в себя задание не только положений этих тел, но также и их скоростей.
В классической механике считалось, что силы, действующие между телами, зависят только от их положений и скоростей в данный момент времени. Однако открытие запаздывания электромагнитного действия сделало необходимым ввести в рассмотрение силовые поля в качестве существенной составной части физической системы и включить в описание состояния системы в некоторый заданный момент времени также значения этих полей в каждой точке пространства. В то же время установление дифференциальных уравнений, связывающих скорости изменения электромагнитных напряжённостей в пространстве и времени, как известно, оставило возможность описания электромагнитных явлений, полностью аналогичного причинному описанию в механике.
Правда, с точки зрения теории относительности таким атрибутам физических объектов, как положение и скорость материальных тел и даже напряжённости электрического и магнитного полей, не может быть приписано абсолютное содержание. Однако именно теория относительности, придавшая классической физике необыкновенную широту и единство, позволила кратко сформулировать принцип причинности наиболее общим образом после того, как она чётко установила условия однозначного применения самых простых физических понятий.
Совершенно новая ситуация в физической науке была создана открытием универсального кванта действия, которое обнаружило элементарную «индивидуальность» атомных процессов далеко за пределами применимости старой доктрины ограниченной делимости материи, введённой первоначально в качестве основы для причинного описания специфических свойств материальных объектов. Эта новая черта не только совершенно чужда классическим теориям механики и электромагнетизма, но и просто несовместима с самой идеей причинности.