Понятие полиинтерпретационной квантовой парадигмы

100 лет существования квантовой идеи дали научному миру новую уникальную ситуацию в фундаментальной физике: впервые за всю историю науки в одной из фундаментальных физических теорий имеется на данный момент свыше 20-ти ее интерпретаций (см. ниже). Если бы этих интерпретаций было две-три, как например, в ситуации с релятивистской теорией гравитации (ОТО, теория классического гравитационного поля в плоском пространстве (А.А.Логунов), калибровочная теория), то это не создало бы той особой ситуации, которая имеет место в КМ.

Наличие многочисленных интерпретаций в квантовой теории может свидетельствовать о возникновении нового гносеологического качества в данной теоретической области. Другими словами, квантовая физика находится сейчас в состоянии, когда вполне возможно появление некоторого «стандарта понимания» теоретического уровня - либо новой интерпретации квантовой механики, которая может стать со временем стандартной, либо трактовки более общей, чем ортодоксальная копенгагенская интерпретация[11].

Мы предлагаем рассматривать это новое качество как полиинтерпретационную квантовую парадигму (ПИКП), как пример и образец возникновения в науке принципиально новой ситуации, характеризующейся появлением в одной из фундаментальных теорий большого количества трактовок, в том числе альтернативных. Она отражает беспрецедентную в истории науки ситуацию гносеологического плюрализма в рамках одной теории и характерна для эпохи неклассической науки. Можно сказать, что понятие ПИКП точно отражает характер исследовательской ситуации в КМ на данном этапе развития исследований.

Полиинтерпретационная парадигма также стара, как и квантовая теория. Перефразируя Фейнмана, можно сказать, что можно мастерски владеть и применять стандартную интерпретацию, но нельзя глубоко понимать современную квантовую механику без знания всего содержания данной полиинтерпретационной парадигмы. Задача состоит в том, чтобы попытаться понять, что означает само существование такого многообразия трактовок. Во-первых, количество при определенных условиях может перейти в новое качество; во-вторых, так пока и не доказана «неизбежность» и «неустранимость» какой-то одной интерпретации; и, в-третьих, тенденции свидетельствуют об увеличении количества интерпретаций КМ.

Однако содержание ПИКП имеет некоторые отличия от того содержания, которое вкладывал в понятие парадигмы Т.Кун. Так, по Куну парадигма как определенная целостная совокупность понятий, критериев, принципов и теорий призвана решать проблемы в данной области исследований. Однако при решении конкретных квантовомеханических задач блестяще зарекомендовал себя формализм стандартной интерпретации, который, фактически используется во всех других интерпретациях. ПИКП не решает, а только предлагает разнообразные варианты возможных оснований для таких решений. В то же время, если рассматривать ПИКП как некую целостную совокупность интерпретаций КМ, то в ее рамках не только фиксируются изменения в структуре знаний о микромире, но и продолжается активный процесс создания новых подходов и трактовок. Последнее можно рассматривать как одну из особенностей ПИКП.

Вообще говоря, возникновение «новой парадигмы предполагает формирование новых теоретических принципов, изменение стандартов научной рациональности, появление новой системы ценностей»[12]. Интерпретации, входящие в полиинтерпретационную квантовую парадигму, в определенной мере соответствуют этим требованиям.

Каково ядро ПИКП как целого? Существуют две проблемы, которые представляют собой, по-видимому, основное поле интерпретационных сражений: это - проблема измерения и вопрос о природе волновой функции. В принципе их можно рассматривать в качестве столпов полиинтерпретационной парадигмы, но, по-видимому, все же лучше оставить их в разряде физико-теоретических проблем квантовой механики, поскольку существующие интерпретации не ограничиваются только этими двумя проблемами, а рассматривают значительно более широкий круг проблем. Вообще говоря, к двум указанным основным интерпретационным проблемам можно также добавить вопрос о том, в состоянии ли КМ описывать индивидуальную квантовую систему или эта теория имеет строго статистический характер? Кроме того, существует еще несколько не менее принципиальных квантовомеханических проблем, носящих уже более выраженный концептуальный характер. Первая из них предлагает исследователю сделать выбор между детерминистической или принципиально акаузальной (индетерминистской) природой микромира. Вторая – между объективистской и субъективистской природой квантовой механики.

Может ли полиинтерпретационная ситуация привести к синтезу всех (или некоторых) трактовок и к формированию какой-то новой единой, обобщающей их все? Или все они фундаментально ложны и не способны лечь в основу новой базовой интерпретации (собственно, новой фундаментальной квантовой теории)? Но может быть основополагающая интерпретация уже существует? В частности, ею можно было бы считать стандартную копенгагенскую интерпретацию. Но если она уже существует, то почему окутана таким концептуальным разночтением? Ведь Мы склонны предполагать, что полиинтерпретационная ситуация характеризует принципиально новое гносеологическое состояние фундаментальной физики. Впервые и очень контрастно обозначилась гносеологическая ситуация, когда фундаментальная теория, заглянувшая очень глубоко в микромир и тем самым далеко отойдя от макроскопических референтов, стала де факто полиинтерпретационной по своей форме. В связи с этим нетривиален и принципиально важен вопрос о том, станут ли все будущие фундаментальные теории (по крайней мере, пост-квантовые) полиинтерпретационными при прагматически необходимом доминировании какой-то одной, но подверженной многочисленным сомнениям?

Особенность ПИКП состоит в том, что большинство трактовок нельзя фальсифицировать. Они не поддаются процедуре фальсификации в той степени, чтобы можно было бы гарантировано утверждать о ложности той или другой трактовки. Но они не равнозначны. Большинство из них оригинальны. Они глубоко и аргументировано отражают определенные стороны микроскопической реальности.

Многоинтерпретационная ситуация, возможно, является странной гносеологической флуктуацией в науке, но сможет ли она в конце концов коллапсировать до размеров одной из интерпретаций с ее полным доминированием в квантовой физике?

Процедура «интерпретации интерпретаций»

Острота и специфика проблемы интерпретации квантовой механики породили появление в методологическом багаже современной физики явления под названием «интерпретации интерпретаций». По мнению А.А.Печенкина, это направление представляет собой «философские работы, построенные на подведении высказываний крупных физиков, интерпретировавших квантовую теорию, под ту или иную философскую концепцию, работы, не вникавшие в физическое содержание…»[13]. Это утверждение касалось развития копенгагенской интерпретации и в этом плане представляется нам верным. В то же время, на наш взгляд, содержание «жанра» (А.А.Печенкин) можно расширить, основываясь уже на современных подходах к интерпретации КМ. С нашей точки зрения существование процесса «интерпретации интерпретаций» также связано с определенными объективными, конструктивными и содержательными моментами. Прежде всего, следует отметить, что сложная теоретическая конструкция как правило не может быть осознана сразу и в полном объеме. Чаще всего осмысление таких построений происходит, как правило, постепенно, особенно если они в существенной степени затрагивают концептуальные основания данной науки.

Или, например, попытки разобраться в краеугольной, но ингредиентной по отношению к КМ в целом, проблеме коллапса волновой функции привели к формированию исследовательской программы динамической редукции[14], которая, в принципе, также является целостной интерпретацией. То же справедливо и по отношению к проблеме роли сознания в квантовой теории, являющейся составляющей по отношению ко всему комплексу КМ и даже для одной из ее интерпретаций (многомировая трактовка). Спектр интерпретации роли наблюдателя и его сознания в рамках эвереттовской интерпретации достаточно широк и может простираться от чисто субъективистской трактовки роли наблюдателя и сознания до нетривиальных и экзотических по современным меркам идей Эверетта-Уилера и некоторых современных подходов[15].

Процесс “интерпретации интерпретаций” может также проходить и в следующем направлении: в рамках одной из уже существующих интерпретаций может разрабатываться трактовка одного из ее ингредиентов. Так, например, в рамках причинной программы дальнейшей разработке уже сейчас подвергаются понятия причинности, скрытых параметров, управляющей волны и др. Причем у каждого из них также может быть несколько трактовок. В частности, в качестве скрытых переменных могут выбираться не только координаты, но и другие переменные. Таким образом, мы видим, что интерпретации в современных теориях представляют собой многоуровневые исследования.

Сегодня можно утверждать, что буквально в каждой трактовке квантовой механики остается много нерешенных ингредиентных интерпретационных проблем. В частности, с нашей точки зрения, еще далеко не в полной мере осознано содержание бомовской теории, особенно в части, связанной с предложенным в ней квантовым потенциалом. Еще большую работу предстоит провести по концептуальной трактовке подхода совместимых историй; так и остается загадочной многомировая интерпретация Эверетта; на наш взгляд еще остаются вопросы относительно физического и концептуального содержания модальной интерпретации; не все ясно относительно физической природы механизма спонтанной локализации и т.д.