Эй, кто-нибудь, поправьте Гейзенберга!

В «Философской энциклопедии» издательства Routledge статья «Гейзенберг, Вернер» (Heisenberg, Werner) стоит между «Хайдеггер, Мартин» (Heidegger, Martin) и «Ад» (Hell). Там ему самое место. Гейзенберг, один из основоположников квантовой механики, во время Второй мировой войны руководил гитлеровским проектом по созданию атомной бомбы. После войны он заявил, что занимался намеренным саботажем. Многие ему поверили. Но гораздо правдоподобнее списать его неудачу не на тайный героизм, а на некомпетентность.

Гейзенберг (1901–1976) был потрясающий физик. В 24 года, когда он стоял на скале над Северным морем, его посетило озарение, которое перевернуло наши представления о субатомном мире. Через два года он написал, вероятно, самую цитируемую статью в истории физики, где рассказал о «принципе неопределенности». Однако его рассуждения были, мягко говоря, не очень понятными. Даже величайшие физики признавались, что его математические non sequitur и логические скачки ставили их в тупик. «Я несколько раз брался читать [одну его раннюю статью], – рассказывал нобелевский лауреат Стивен Вайнберг, – и хотя думаю, что понимаю квантовую механику, так и не понял, чем руководствовался Гейзенберг при математических переходах».

Как теоретик Гейзенберг был настоящий волшебник, но в прикладной физике явно путался. Экзамен на докторскую степень в 1923 году обернулся катастрофой. Когда много лет назад Томас Кун попросил Гейзенберга описать, как все было, рассказ его был таким (Гейзенберг отвечал физику-экспериментатору Вильгельму Вину): «Вин спросил меня… какова разрешающая способность интерферометра Фабри – Перо… а я этого не учил… Тогда он рассердился и спросил, какова разрешающая способность микроскопа. Я не знал. Он спросил, какова разрешающая способность телескопа. Этого я тоже не знал. Тогда он спросил, как работает свинцовая аккумуляторная батарея, а я не знал… вряд ли он нарочно хотел меня завалить». Когда во время войны Гейзенберг пытался определить, сколько расщепляемого урана нужно для бомбы, он напутал в расчетах и получил немыслимый результат – несколько тонн (в бомбе, которую сбросили на Хиросиму, было всего 56 килограммов). Такого ученого, пожалуй, не стоит ставить во главе программы разработки вооружений.

Те, кто желает подчеркнуть, что мотивы Гейзенберга во время войны не совсем очевидны, часто заимствуют метафору из его же физики – принцип неопределенности. Так сделал и Майкл Фрейн в своей пьесе «Копенгаген» о загадочной встрече Гейзенберга с Бором в 1941 году. Так сделал и Томас Пауэрс в своей книге «Война Гейзенберга» (Thomas Powers, Heisenberg’s War, 1993), в которой он стоит на стороне Гейзенберга и доказывает, что тот разрушил нацистский атомный проект изнутри. Так сделал и Дэвид К. Кэссиди в самом названии биографии Гейзенберга «Неопределенность» (Cassidy, D. C., Uncertainty, 1991). И напрасно.

Впрочем, они не одиноки. В истории науки прошлого века не найдется идеи, которую бы настолько затаскали, переврали и фетишизировали, как принцип неопределенности Гейзенберга, – причем как профаны, так и посвященные. Принцип неопределенности Гейзенберга ничего не говорит о том, насколько точно можно вычислить ту или иную величину. Он гласит, что некоторые пары качеств связаны друг с другом таким образом, что их невозможно точно измерить одновременно. В физике такие пары называют канонически сопряженными переменными. Одна такая пара – местоположение и импульс: чем точнее знаешь местоположение частицы, тем меньше тебе известно о ее импульсе (и наоборот). Другая – время и энергия: чем точнее знаешь, в какой промежуток времени произошло то или иное событие, тем меньше тебе известно об участвовавшей в этом энергии (и наоборот).

Как же применить этот физический принцип к Гейзенбергу-человеку? В послесловии к «Копенгагену» Майкл Фрейн пишет: «Не существует ни мысли, ни намерения, которые можно было бы сформулировать точно». Вероятно, так и есть, но ведь принцип неопределенности применяется к парам качеств. В случае Гейзенберга релевантная пара – это мотивация и компетентность. Насколько Гейзенберг хотел помочь Гитлеру? Насколько он был компетентен, чтобы создать атомную бомбу? Однако отметим, что между нашими знаниями о первом и втором налицо положительные отношения: чем больше уверенность, что Гейзенберг служил Третьему рейху по доброй воле, тем больше и уверенность, что у него не хватило компетентности, чтобы создать бомбу. Это не принцип неопределенности, а его полная противоположность. Очевидно, что притворство и некомплектность нельзя считать канонически сопряженными переменными.

Еще банальнее перевирают принцип Гейзенберга в социальных науках. Там его часто понимают так, что самый акт наблюдения над явлением неизбежно меняет это явление так или иначе, и именно поэтому, скажем, Маргарет Мид не могла изучать сексуальные нравы самоанцев, поскольку само ее присутствие на острове искажало то, что она хотела там пронаблюдать. Теоретики постмодернизма вроде Стэнли Ароновица привлекали принцип неопределенности в доказательство нестабильности герменевтики субъектно-объектных отношений и утверждали, что он заставляет усомниться в притязаниях науки на объективность.

Даже физики понимают принцип неопределенности довольно-таки неопределенно. За много лет были предложены десятки разных интерпретаций. Некоторые интерпретации делают неопределенность следствием неотъемлемой и неисправимой неаккуратности при самом акте измерения. Как узнать местоположение электрона с высокой точностью? Запустить в него фотоном, чтобы тот отскочил. Но поскольку электрон довольно мал, у фотона будет соответственно крошечная длина волны, а следовательно, очень много энергии, поскольку длина волны и энергия обратно пропорциональны. Так что фотон случайным образом «пнет» электрон, а это непредсказуемо повлияет на его импульс. Именно к такой интерпретации склонялся сам Гейзенберг. Она называется эпистемологической, поскольку возлагает бремя неопределенности на самого познающего. А Нильс Бор, напротив, стоял за онтологическую интерпретацию, согласно которой дело не в познающем и его измерительном аппарате, а в самой реальности. Знакомые понятия вроде местоположения и импульса в квантовом мире, по мнению Бора, просто неприменимы. Современный физик Роджер Пенроуз заявляет, что его не устраивает вся гамма интерпретаций принципа Гейзенберга, однако признает, что ничего лучше пока предложить не может.

С математической точки зрения с принципом неопределенности Гейзенберга не возникает ни малейших сложностей. Если перевести фразу «Электрон е находится в точности в положении х с импульсом, равным р» на формальный язык квантовой теории, получится безграмотный бред, как если бы вы попытались перевести на язык геометрии «круглый квадрат». Все начинает проясняться, только если попытаться найти в принципе неопределенности философский смысл.

Несколько десятков лет назад принстонский физик Джон Арчибальд Уилер задался вопросом, нет ли у принципа неопределенности Гейзенберга некоей глубинной связи с теоремой о неполноте Гёделя (которая, вероятно, занимает второе место в списке самых неверно понятых открытий XX века). Ведь и то, и другое, судя по всему, задают непреодолимый предел нашего познания. Однако такие спекуляции могут быть опасны. «Однажды я был в Институте передовых исследований и зашел в кабинет Гёделя, – вспоминает Уилер. – Гёдель сидел там. Была зима, Гёдель включил электрический обогреватель и закутал ноги одеялом. Я сказал: “Профессор Гёдель, какую связь вы видите между вашей теоремой о неполноте и принципом неопределенности Гейзенберга?” А Гёдель разозлился и выставил меня вон».