Шредингер облек это обобщение в математическую форму. Так родилась волновая механика. Теоретическое развитие волновой механики, а также трудности, возникшие при опытной проверке, привели к еще более невероятным понятиям. «Волны» новой механики значительно более абстрактны, чем волны, которые до тех пор встречались в физике. Их толкование приводит только к статистическим предположениям: мы имеем такую-то долю вероятности встретить электрон в определенной точке, но мы не обладаем уверенностью в этом. Более того, чем точнее определяются скорость и импульс электрона, тем менее точно можно определить его координаты. И наоборот. Гейзенберг вывел математическое уравнение этой неопределенности. Вот как далеки мы ныне от ньютоновской механики: теперь не недостаток данных, а сама сущность природы приводит к тому, что нельзя одновременно определить все аспекты материальной системы в определенный момент. После принципа соответствия нам надлежит допустить принцип дополнительности; энергетический уровень электрона и его орбита являются взаимодополняющими понятиями: «Когда применяется одно из них, второе не поддается определению, и полное описание требует то одного, то другого понятия, в зависимости от данных, полученных в результате наблюдения, и вопросов, которые требуют ответа».
Оппенгеймер предостерегает от ошибок, к которым может привести общепринятое значение терминов, ошибок, часто допускаемых философами. Мир атомов не перестает объективно существовать. Но доступ в него мы получаем только при помощи макроскопических средств. Об атомных явлениях мы узнаем по вспышке лампы, по следу в камере Вильсона или дрожанию стрелок на циферблате. Уже сущность опыта предопределяет, что будем измерять, поскольку, естественно, невозможно измерять все сразу.
Оппенгеймер замечает, что описание квантовой физики можно продолжить и дальше. «Но слова становятся странными и неудобными, – говорит он, – они могут удивительно исказить то, что можно ясно изложить языком математики».
Остановимся на нескольких следствиях новой физики.
Поскольку механическая причинность уступила место вероятностям, может произойти явление чрезвычайно маловероятное. Так, например, в массе звездной материи ядра с незначительной энергией могут случайно войти в контакт друг с другом и начать цепную реакцию. Это только гипотеза. Но захват блуждающих электронов ядром урана-235 объясняется тем фактом, что взаимодействия между частицами иногда возможны на расстояниях, которые определяются не их размерами (иначе говоря, не их положением в пространстве), а длиной их волны (вероятностью их присутствия). И в конце концов, как объясняет Оппенгеймер, само понятие идентичности частицы может быть поставлено под сомнение.
Пятая лекция разъясняет, обобщает и разграничивает применение принципа дополнительности. Уже своим заглавием «Недостаточность общепризнанных понятий» она оправдывает содержание всего сборника и представляет собой своего рода заключение. Философские и литературные рассуждения, которые в ней содержатся, в меньшей степени носят отпечаток научной строгости, чем предыдущие лекции. Но от этого они становятся лишь богаче и дают нам более глубокое представление об интеллекте автора, о его Weltanschauung[11].
Любое творение человека, любое его дело неизбежно носит временный, преходящий характер. И само человечество когда-нибудь исчезнет. Но тем не менее, какова бы ни была религиозная вера (или неверие), никто не может жить, удовлетворившись этой истиной. «Деятельность человека, его мысли, то, что окружает его в мире: падение листика, шутка ребенка, восход луны, – являются не только историческими фактами, элементами эволюции, элементами неизбежного будущего; равным образом они представляют собой часть вневременного мира, часть света вечности».
Эти два подхода к реальному миру – исторический и вневременной – невозможно связать воедино, их можно считать взаимодополняющими, примерно так же как в ядерной физике понятия положение частицы и ее энергия.
