Амир Ацель - Почему наука не отрицает существование Бога? О науке, хаосе и пределах человеческого знания Страница 18

Отношение Эйнштейна к Богу, или к тому, что он называл Богом, было неоднозначным и сложным. В книге «Эйнштейн: его жизнь и время» Филипп Франк, одаренный физик и близкий друг Эйнштейна, писал: «Приехав в Прагу на должность профессора, Эйнштейн стал членом пражской религиозной еврейской общины». Правда, Франк подчеркивает, что отношения Эйнштейна с общиной были не особенно тесными. Помимо этого, Эйнштейна радушно принимали в круг еврейских интеллектуалов довоенной Праги: «В то время там уже существовала еврейская группа, собиравшаяся наладить независимую интеллектуальную жизнь среди евреев… Членов этой группы вдохновляли полумистические идеи еврейского философа Мартина Бубера… Эйнштейн был представлен членам группы, познакомился с Францем Кафкой, но особенно сдружился с Хуго Бергманом и Максом Бродом». Франк далее поясняет, что эта группа хотела создать еврейскую культурную среду, не основанную на ортодоксальном иудаизме, но тем не менее еврейскую по своей природе.

Описывая этот период жизни Эйнштейна, его пражские годы, Альбрехт Фёльзинг в книге «Альберт Эйнштейн» (1993 год) пишет и об отношении Эйнштейна к религии. Согласно Фёльзингу, Эйнштейн, сравнивая чехов и немцев с еврейскими интеллектуалами Праги, говорил, имея в виду первых, о «бедности идей, лишенных веры». Далее Фёльзинг говорит, что в Праге Эйнштейн вернулся в лоно своей еврейской религии. Он цитирует самого Эйнштейна: «Я снова открыл в себе еврея». И комментирует: «Вероятно, пребывание в Праге задело в его душе какие-то струны, ибо через два года – то есть всего через пять лет после своего приезда в Берлин – Эйнштейн впервые и весьма решительно заявил о своей принадлежности к еврейству». Далее Фёльзинг снова цитирует Эйнштейна: «Это была чисто эмоциональная реакция, она не являлась результатом того, что на меня снизошла какая-то часть нашего духовного наследия».

Мы знаем, что Эйнштейн не верил в персонифицированного Бога, который следит за поступками людей и активно вмешивается в их жизнь. Однако приведенные выше высказывания Эйнштейна и эпизоды его жизни, ссылки ученого на Бога при описаниях физических явлений ясно говорят о том, что он верил в некую высшую силу, создавшую законы природы, которые Эйнштейн был призван открыть. Таким образом, Эйнштейна нельзя считать атеистом, и совершенно неуместно говорить, что, ссылаясь на Бога, он имел в виду нечто другое.

Глава 6

Бог и квант

Слово «революция» – слишком мягкое выражение для описания возникновения квантовой теории, нового взгляда на природные процессы, протекающие в мире атомов и элементарных частиц. Квантовая теория была создана в 20-е годы прошлого века группой молодых физиков, главную роль в которой играли Эрвин Шредингер, Вернер Гейзенберг, Поль Дирак, Вольфганг Паули, Нильс Бор и Макс Борн.

Эти молодые революционеры перевернули физику с ног на голову: были поставлены под вопрос причинно-следственные связи, пространственное расположение частиц и одновременность. В мире квантов все происходит не так, как в привычном для нас мире. В 1935 году Эрвин Шредингер придумал знаменитый пример с котом, который может быть одновременно живым и мертвым, для того чтобы проиллюстрировать таинственный мир квантов и показать, что в квантовой механике существует понятие суперпозиции состояний частиц. Квантовые частицы могут одновременно находиться здесь и там, точно так же как гипотетический кот может быть одновременно живым и мертвым.

Мысленный эксперимент Шредингера заключался в том, что кота помещают в закрытый ящик. В ящике находится стеклянный флакон с синильной кислотой, соединенный с механизмом, который разбивает флакон, высвобождает пары синильной кислоты и убивает кота, если расщепляется атом радиоактивного вещества, небольшое количество которого тоже находится в ящике. Идея Шредингера заключалась в том, что расщепление атома является квантовым событием, то есть подчиняющимся законам квантовой механики. Радиоактивный атом находится в смешанном состоянии, и это состояние передается коту с помощью макроскопического механизма, соединенного с флаконом цианида, пары которого действуют на кота. Так как мы не знаем, расщепился атом или нет, кот, следовательно, находится в суперпозиции двух состояний: живом и мертвом – до тех пор, пока мы не откроем ящик и не свернем волновую функцию (одна из характеристик кванта – это волна; свертывание волновой функции превращает квантовую суперпозицию в определенное конечное состояние), и кот впадет в одно из двух состояний – живое или мертвое (рис. 8).

Рис. 8. Квантовое чудо – частица может находиться в суперпозиции двух состояний, как кот Шредингера, который может быть одновременно и живым, и мертвым

Помимо суперпозиции состояний, возможной благодаря волновой природе материи на микроскопическом уровне, существует множество других явлений, заставляющих квантовые частицы вести себя очень странно. Две или более частицы могут быть настолько глубоко связаны друг с другом, что ведут себя как одна частица, даже если находятся на расстоянии полутора километров друг от друга. Эта идея принадлежит Эйнштейну, использовавшему ее для нападок на квантовую теорию, которую он не любил, хотя сам явился одним из ее создателей, когда открыл фотоэлектрический эффект, показывающий, что свет ведет себя как поток частиц. (До этого свет считали волной; сегодня мы знаем, что свет одновременно проявляет и волновые, и корпускулярные свойства.)

В 1935 году Эйнштейн и двое его коллег предложили «парадокс» квантовой механики, названный по их именам (Эйнштейн, Подольский, Розен) парадоксом ЭПР. Эйнштейн пытался использовать ЭПР-парадокс для того, чтобы дискредитировать только что созданную квантовую теорию (в этом отношении он потерпел неудачу, поскольку квантовая теория сумела доказать свою состоятельность). Парадокс заключается в том, что если принять всерьез волновое строение материи, то частицы, взаимодействующие в прошлом, останутся связанными между собой, и если волновая функция, которая ими управляет, вдруг свернется (даже если в настоящий момент частицы находятся в разных местах), то подобным образом будут вынуждены поступить и другие частицы. Много лет никто из физиков не знал, как быть с головоломкой парадокса ЭПР: если частицы и в самом деле ведут себя именно так, то этот феномен может опрокинуть все наши представления о локальности – любой находящийся здесь объект может подвергнуться влиянию события, происшедшего на большом удалении от него.

Работавший в Европейском центре по ядерным исследованиям североирландский специалист по квантовой теории Джон Белл спустя 30 лет принял всерьез парадокс Эйнштейна и в 1960-е годах опубликовал статьи, содержавшие так называемые теоремы Белла, которыми можно воспользоваться для выявления подобной взаимозависимости в реальном мире. Серия экспериментов, проведенных в Калифорнии Джоном Клаузером и в парижском Университете Орсэ Аленом Аспектом, действительно подтвердила наличие такой зависимости: частица одной локальности ведет себя согласованно с частицами, находящимися на другом конце помещения или на другом конце Вселенной. Мало того, эти изменения в состоянии частиц происходят мгновенно, то есть быстрее, чем световой сигнал смог бы доставить информацию от одной частицы к другой.

Но это не единственная странность мира квантовой механики. В этом мире невозможно отличить причину от следствия, то есть сказать, загорелся ли лес от непотушенной спички, или спичка вспыхнула в результате лесного пожара. Для того чтобы решить проблему причинно-следственных отношений в квантовой механике, ученым пришлось прибегнуть к теории вероятностей.

За странные вероятностные законы квантовой механики немедленно ухватились «научные атеисты», используя их как аргумент в своих утверждениях об отсутствии Бога. По их мнению, эти вероятностные правила и законы каким-то образом заменяют Бога. Научные атеисты считают, что поскольку у нас есть квантовые законы, нам самим еще не вполне понятные, постольку у нас нет нужды в «творце». Согласно Лоуренсу Крауссу, «все мы (в буквально смысле этого слова) возникли из квантового ничто». Но ведь сами по себе правила квантовой механики не подразумевают того, что наша Вселенная обязательно возникла из пустоты.

Помимо того что мы не вполне понимаем саму квантовую теорию, мы еще и не знаем границ ее применимости: неизвестно, где на шкале размерностей находится та точка, в которой объекты перестают вести себя по законам привычной классической механики и начинают действовать в соответствии со странными законами квантовой физики.

Хорошая научная теория позволяет делать достоверные предсказания относительно результатов будущих наблюдений. Однако законы квантовой механики настолько своеобразны, что могут предсказывать лишь вероятности возможных результатов наблюдений. Квантовая механика опирается на представление, согласно которому частица является одновременно и волной. Волновые процессы приводят к распределению вероятностей возможных исходов любого эксперимента. В соответствии со стандартной или копенгагенской интерпретацией (немецкий физик Вернер Гейзенберг, предложивший такую интерпретацию, работал в то время в Копенгагене под руководством пионера квантовой механики, датского физика Нильса Бора), мы можем предсказать лишь вероятность исхода данного эксперимента, а не его конкретный результат. Согласно Гейзенбергу и Бору, волновые свойства частицы исчезают, когда мы ее регистрируем и измеряем. В результате измерения мы получаем конкретную величину из распределения вероятностей (которая представляет собой квадрат амплитуды волновой функции в данной точке).