Философы разочарованы концепцией параллельных вселенных. Новые пути осмысления для спасения науки
В современной популярной культуре важную роль занимает концепция бесконечного количества параллельных вселенных, в которых существует бесконечное количество двойников главных героев. Серьезное восприятие этой идеи разрушает существующие смысловые, моральные и экзистенциональные основы жизни. До основания уничтожает любое религиозное чувство. И оставляет человека наедине с тотальным нигилизмом, когда все ценности теряют свою ценность, нет цели и нет ответа на вопрос «Зачем?». Право на такое настроение «обосновывается» авторитетом науки, которая якобы доказала существование бесконечного количества вселенных.
Как возникли в науке и обрели популярность среди ученых представления, на которые опираются те, кто жаждет морока бесконечных вселенных? Кто и как противостоял развитию этих течений, чего им не хватило для победы? И вообще, какова реальная история развития научных представлений в XX веке? Ответы на эти вопросы попытался дать философ и историк физики Стивен Френч в своей статье «Разрывая цепь. Роль сознательного наблюдателя представляет собой трудноразрешимую проблему для квантовых измерений. Феноменология предлагает решение», опубликованной изданием Aeon 19 сентября 2025 года.
Стивен Ричард Дуглас Френч (родился в 1956) в настоящее время — почетный профессор философии науки Лидского университета (University of Leeds, Великобритания). В 1985 году он защитил диссертацию по философии науки в Лондонском университете под руководством Майкла Редхеда на тему «Идентичность и индивидуальность в классической и квантовой физике». (Майкл Редхед, 1929 - 2020, — один из наиболее влиятельных британских философов физики второй половины XX века.)
Френч с 1985-го до выхода на пенсию в 2022-м преподавал в университетах Великобритании, Бразилии и США, подготовил ряд докторантов. С 2002 года — профессор философии науки кафедры философии Лидского университета. Был соредактором журналов: The British Journal for the Philosophy of Science (один из самых авторитетных журналов в области философии науки), а также серии Palgrave-Macmillan New Directions in Philosophy of Science. Автор 14 книг, соавтор нескольких десятков книг. В 2023 году опубликовал книгу «Феноменологический подход к квантовой механике: разрыв цепочки корреляций».
ИА Красная Весна публикует перевод данной статьи.
Разрывая цепь
В начале 1960-х квантовая механика считалась одной из самых успешных теорий всех времен. Она с беспрецедентной точностью объясняла широкий спектр явлений, от структуры атомов и образования химических связей до принципов работы лазеров и сверхпроводников. Для некоторых ученых квантовая механика была чем-то большим, чем просто теория, предлагающая систему координат для понимания микромира. Однако оказалось, что сами основы этой системы были построены на зыбкой почве — и человек, заметивший это, был не физиком, а подающим надежды философом.
Начавшаяся дискуссия открыла путь к новым способам осмысления основ квантовой механики. В ходе дискуссии стало понятно, что от внимания ускользнула совершенно иная точка зрения на философские основы квантовой механики. Истоки такого подхода можно проследить до философа-феноменолога Эдмунда Гуссерля. Только сейчас в полной мере мы начинаем осознавать цену потери этой точки зрения. Отброшенные в 1960-х представления позволяют выдвинуть новое понимание квантовой механики, которое приводит к полной переоценке взаимоотношений между философией и наукой.
Философом, положившим начало этой дискуссии, был Хилари Патнэм, впоследствии добившийся успехов в философии языка и философии сознания, а также в информатике, логике и математике. В 1961 году он отреагировал на статью, предлагавшую решение так называемого парадокса Эйнштейна — Подольского — Розена (ЭПР), которое, казалось, показывало, что предложенное квантовой механикой описание реальности не может быть полным. В ходе своих рассуждений Патнэм указал на существование еще более глубокой проблемы, лежащей в основе теории, и связанной с одной из самых базовых научных процедур — измерением.
Эту проблему можно сформулировать следующим образом. Ключевым элементом формализма квантовой механики является математический аппарат, работающий с волновой функцией. (Основным уравнением квантовой механики является волновое уравнение Шрёдингера, роль которого подобна роли уравнений Ньютона в классической механике и уравнениям Максвелла в электродинамике — прим. ИА Красная Весна) Обычно она используется для представления состояния исследуемой системы, например, атома или электрона, как суперпозиция всех ее возможных состояний.
Итак, рассмотрим электрон и его свойство, известное как «спин». Спин бывает двух видов: «вверх» и «вниз», поэтому, когда мы используем волновую функцию для описания спинового состояния электрона, движущегося к детектору, мы имеем дело с неклассической суперпозицией спинов «вверх» и «вниз». Однако при измерении этого спина результат всегда один: либо «вверх», либо «вниз», и никогда не является суперпозицией обоих. Как объяснить переход от этой суперпозиции к определенному результату при проведении измерения?
Этот вопрос лежит в основе того, что впоследствии стало известно как «проблема измерения». Один из ответов на него был предложен величайшим математиком всех времен, Яношем (Джоном) фон Нейманом, который внес важный вклад не только в чистую математику и физику, но также в проектирование компьютеров и теорию игр. Он указал, что когда наш спиновый детектор взаимодействует с электроном, состояние этой объединенной системы «детектор + электрон» также будет описываться квантовой теорией как суперпозиция возможных состояний. То же самое относится и к состоянию еще более крупной объединенной системы: «глаз и мозг наблюдателя + детектор + электрон».
Как бы далеко мы ни продолжили эту цепочку, любое физическое тело, взаимодействующее с системой, будет описываться теорией как суперпозиция всех возможных состояний, которые может занимать объединенная система, и поэтому ключевой вопрос, поставленный выше, останется без ответа. Следовательно, заключил фон Нейман, должно быть нечто нефизическое, что каким-то образом порождает переход от суперпозиции к определенному состоянию, зафиксированному на устройстве и наблюдаемому наблюдателем, а именно сознание наблюдателя. (Именно этот аргумент лежит в основе многих так называемых комментариев Нью-Эйдж к квантовой механике о том, что реальность каким-то образом должна зависеть от наблюдателя и так далее.)
Патнэма беспокоило то, что если принять вывод фон Неймана, то теория не может быть распространена на всю Вселенную, поскольку для этого потребуется наблюдатель, существующий за пределами физической Вселенной, чье сознание сведет суперпозицию всех возможных состояний Вселенной к одному определенному. Либо физикам придется отказаться от идеи универсальности квантовой теории, либо отказаться от стандартного описания измерений.
Короткую статью Патнэма, опубликованную в журнале Philosophy of Science, случайно прочитал Генри Маргенау, бывший физик, ставший философом науки. Маргенау показал статью нобелевскому лауреату Юджину Вигнеру. Вместе они опубликовали ответ, в котором защищали аргумент фон Неймана и отметали опасения Патнэма. Споры продолжались несколько лет, но стороны, по сути, не обращали друг на друга внимания, пока в спор решительно не вмешался Эбнер Шимони. Обладатель двух докторских степеней — по философии и физике — и бывший ученик Вигнера, Шимони впоследствии сыграл ведущую роль в разработке экспериментальных проверок теоремы Белла (которая основывается на результатах ЭПР, исключая некоторые попытки дополнить квантовую механику). Он поддержал Патнэма.
Главный вопрос заключался в следующем: как сознание влияет на этот переход от суперпозиции к определенному состоянию? Поскольку удовлетворительного ответа не последовало, Патнэм и Шимони, по всей видимости, одержали победу, расчистив философскую почву для альтернативных подходов. Таких, как многомировая интерпретация Хью Эверетта, согласно которой такого перехода вообще нет, и каждый элемент суперпозиции реализуется как определенный результат, пусть и в другой ветви реальности или альтернативном мире.
Эта дискуссия, исторически столь важная для дальнейшего развития основ квантовой механики, содержала существенную философскую составляющую, которая долгие годы оставалась полностью незамеченной. Эта составляющая не только предлагает совершенно новый ответ на обеспокоенность Патнэма и Шимони, но и открывает путь к принципиально иному пониманию квантовой физики. Участники той дискуссии не обратили внимания на феноменологический аспект.
Вместо того чтобы опираться на цепной аргумент фон Неймана, представленный в тексте, который был довольно сложным и лишь недавно был переведен на английский язык, обе стороны в споре фактически цитировали основные отрывки из того, что Вигнер назвал «маленькой книжкой» двух других физиков, Фрица Лондона и Эдмонда Бауэра. Книга «La théorie de l’observation en mécanique quantique» («Теория наблюдения в квантовой механике»), первоначально опубликованная на французском языке в 1939 году, входила в серию полупопулярных изложений последних достижений науки и техники, охватывающих все — от антропологии до зоологии. Брошюра объемом всего в 51 страницу была призвана ясно и доступно изложить не только основные принципы квантово-механического подхода к измерению, но и роль сознания в этом процессе. Рассматриваемая обеими сторонами как простое изложение аргументации фон Неймана, она, однако, была чем угодно, но не этим.
В то время Бауэр и Лондон работали в Париже: первый — в престижном Коллеж де Франс, а второй — в Институте Анри Пуанкаре. Бауэр был превосходным преподавателем и первым во Франции, кто преподавал новую квантовую теорию. Лондон же находился в совершенно иной лиге. Он заслужил признание в квантовой механике, показав, как эта теория может объяснить химическую связь, что побудило его коллегу Вальтера Гайтлера воскликнуть: «Теперь мы можем есть химию ложкой!» Лондон вместе со своим братом Хайнцем успешно применил эту теорию к сверхпроводимости, а затем использовал ее для объяснения сверхтекучести жидкого гелия, впоследствии опубликовав двухтомник об этих явлениях, ставший классикой в этой области.
Однако Лондон был не просто блестящим физиком. С юных лет он живо интересовался философией. Будучи студентом Мюнхенского университета, он привлек внимание Александра Пфендера, профессора философии и правой руки Эдмунда Гуссерля, основателя феноменологии. Диссертация Лондона о природе научных теорий была опубликована в ведущем феноменологическом журнале того времени, Jahrbuch für Philosophie und Phänomenologische Forschung («Ежегодник философии и феноменологических исследований»), который редактировал сам Пфендер. И это было не просто юношеское увлечение; Лондон сохранял интерес к феноменологии на протяжении всей своей карьеры. В Париже он вел долгие дискуссии о физике и философии со своим другом Ароном Гурвичем, который, как и Лондон, имел академическое образование в обеих областях и впоследствии способствовал становлению феноменологии в США.
Что такое феноменология? Ее можно кратко охарактеризовать как фундаментальное исследование взаимосвязей между ментальными актами или переживаниями, объектами, к которым относятся эти акты или переживания, и содержанием или (где уместно) значением этих актов или переживаний. Ее основной инструмент — эпохе (от греческого «отстранение»), требующее от исследователя «вынести за скобки» окружающий нас мир и подавить «естественную установку», которая беззаботно считает этот мир объективным. Идея состоит в том, чтобы разрушить влияние такой установки на нас, чтобы мы могли раскрыть фундаментальные эпистемологические и метафизические предпосылки, лежащие в ее основе.
Важно отметить, что это вынесение за скобки не означает «отрицания существования». Принятие этого маневра не равнозначно принятию скептицизма и не должно пониматься как ведущее к солипсизму. Вместо этого, используя эпохе, мы можем подвергнуть пристальному рассмотрению как предположительно объективный мир, так и эту естественную установку, тем самым переориентируя наше понимание обоих. Тогда мы обнаруживаем, что отношение между нашим сознанием и миром следует понимать как «корреляционное», в том смысле, что оба существуют во «взаимозависимом (корреляционном) контексте бытия», как выразился Максимилиан Бек в 1928 году. Это не означает, что сознание и мир следует понимать как существующие независимо друг от друга до того, как они вступили в связь, или что первое каким-то образом порождает второе. Скорее, именно корреляции составляют и сознание, и мир.
Феноменология гораздо шире описанных в предыдущем абзаце представлений, и далеко не все согласны с корреляционистской интерпретацией. Но именно этот взгляд лежит в основе «маленькой книжки» Лондона и Бауэра об измерении в квантовой механике, сыгравшей столь важную роль в споре о роли сознания в этом процессе.
Напомним, что Маргенау и Вигнер отстаивали общепринятую точку зрения, согласно которой сознание каким-то образом производит определенное наблюдение из квантовой суперпозиции, считая, что Лондон и Бауэр просто цитируют аргумент фон Неймана. Патнэм и Шимони, с другой стороны, подвергли сомнению весь этот подход, настаивая на том, что неясно, как сознание может действительно привести к такому результату. Однако обе стороны в этом споре упустили из виду суть «маленькой книжки». Лондон и Бауэр пошли дальше фон Неймана, приняв феноменологическую точку зрения, согласно которой сознание играет конститутивную роль посредством корреляции между наблюдателем и миром. Они сами ясно дают понять, как они отходят от стандартного подхода во введении:
«Не намереваясь создавать теорию познания, хотя и руководствуясь довольно сомнительной философией, физики неожиданно для себя оказались в ловушке, обнаружив, что формализм квантовой механики уже подразумевает четко определенную теорию отношений между объектом и наблюдателем, отношений, совершенно отличных от тех, что подразумевались в наивном реализме, который до тех пор казался одним из незаменимых краеугольных камней любой естественной науки».
Лондон и Бауэр говорят здесь о том, что квантовую механику следует понимать не просто как теорию, похожую на любую другую, то есть как теорию о мире в некотором смысле, а как теорию познания как таковую, поскольку она «подразумевает четко определенную теорию отношений между объектом и наблюдателем». Это представляет собой принципиальное отличие от классической физики в ее обычном понимании. С точки зрения квантовой механики отношения между наблюдателем и наблюдаемым объектом теперь следует рассматривать как совершенно иные, чем те, которые лежат в основе прежней позиции «наивного реализма», которая обычно принимается в отношении классической механики и утверждает, что объекты существуют совершенно независимо от любого наблюдения и обладают измеримыми свойствами, независимо от того, измеряются ли они фактически или нет. От этой точки зрения теперь следует отказаться. Таким образом, ядро текста Лондона и Бауэра представляет собой попытку сформулировать природу этих отношений между наблюдателем и измеряемым объектом или системой.
Лондон и Бауэр радикально отходят от аргументации фон Неймана. Выстраивая цепочку квантовых корреляций от «детектора + системы» к «телу наблюдателя + детектор + система», они не останавливаются на сознании наблюдателя, но включают его в общую квантовую суперпозицию. Именно этот ход выражает в физических терминах феноменологическую идею «взаимозависимого контекста бытия», так что не только тело наблюдателя, но и его сознание квантово-механически коррелируют с исследуемой системой.
Как перейти от этой корреляции, проявляющейся через квантовую суперпозицию, к определенному убеждению, соответствующему нашему наблюдению за определенным результатом измерения? Здесь Лондон и Бауэр настаивают на том, что:
«не таинственное взаимодействие между прибором и объектом создает новую [волновую функцию] системы во время измерения. Только сознание „я“ может отделить себя от прежней функции… и, благодаря своему наблюдению, установить [или, в оригинальном французском „constituer“, конституировать] новую объективность, приписывая объекту отныне новую функцию».
Другими словами, переход от суперпозиции к определенному состоянию не инициируется каким-то таинственным образом сознанием наблюдателя, и, следовательно, опасения Патнэма и Шимони о том, как сознание может вызвать возникновение определенного состояния, можно отбросить. Вместо этого мы имеем отделение сознания от суперпозиции, приводящее к «новой объективности», то есть к определенному убеждению наблюдателя и определенному состоянию, приписываемому системе.
Это разделение осуществляется, как объясняют Лондон и Бауэр, посредством:
«характерной и довольно известной способности, которую мы можем назвать „способностью интроспекции“. Наблюдатель может отслеживать свое состояние от момента к моменту. В силу этого „имманентного знания“ он присваивает себе право создавать собственную объективность, то есть разрывать цепочку квантовых корреляций».
А в машинописной заметке, вложенной Лондоном в его собственный экземпляр рукописи, он написал:
«Соответственно, мы будем называть это творческое действие „созданием объективности“. С его помощью наблюдатель устанавливает свою собственную структуру объективности и получает новую информацию об исследуемом объекте».
Именно этот характерный и привычный акт рефлексии разрывает цепочку квантовых корреляций, выраженных квантовой теорией как набор вложенных суперпозиций, и сохраняет два феноменологических полюса этих корреляций — сознание и мир — разделенными. Таким образом, с одной стороны, система объективируется, или «делается объективной», в том смысле, что ей приписывается определенное состояние, а с другой — наблюдатель приобретает определенное состояние убеждения посредством этого объективирующего акта рефлексии.
Лондон и Бауэр не скрывали радикальности своих утверждений. В заключительном разделе своей работы они признают, что в результате может показаться, что сама идея научной объективности находится под угрозой. Действительно, это общая проблема всех подобных взглядов, отрицающих независимость состояний систем от наблюдателя: как наблюдатель может выйти за пределы своей собственной перспективы и войти в точку зрения другого человека, тем самым установив то, что Лондон и Бауэр называют «сообществом научного восприятия» относительно того, что составляет объект исследования? Их ответ заключается в том, что «всегда есть право пренебречь воздействием на аппарат „внимательного наблюдения“ наблюдателя».
Чтобы понять, что они здесь имеют в виду, важно осознать, что слово «внимательное наблюдение» в этой цитате переведено со слова «regard» (взгляд) в оригинальном французском тексте, где само заключение этого термина в кавычки в исходном тексте указывает на его значение. В феноменологии это «внимательное наблюдение» является фундаментальным рефлексивным актом, который, будучи направленным на что-либо, может быть понят как осознанное схватывание или удержание этого. Что касается ментальных процессов, то их существование, таким образом, гарантируется этим «внимательным наблюдением». Однако, хотя физические объекты также попадают в поле зрения сознания благодаря «внимательному наблюдению», их существование, конечно же, им не гарантируется (заметим, что феноменология не является формой солипсизма).
Таким образом, когда речь идет об измерительном аппарате, которым физик управляет, мы можем пренебречь воздействием на него этого «внимательного наблюдения». И мы можем дополнительно обосновать свое «право» на это, апеллируя к тому, что сейчас известно как квантовая декогеренция. Хотя указания на основной принцип, лежащий в основе этого, появились еще в 1929 году, четкая структура была сформулирована в начале 1970-х. Основная идея заключается в том, что при взаимодействии системы с измерительным прибором когерентность, связанная с суперпозицией, по-видимому, теряется среди большего количества физических степеней свободы прибора. В результате, даже если этот процесс сам по себе не приводит к определенному состоянию, поскольку суперпозиция все еще присутствует, поведение измерительного прибора можно считать классическим во всех отношениях. «Внимательное наблюдение» или «учет» наблюдателя можно игнорировать (в отличие от случая, когда мы рассматриваем переход в определенное состояние), и достигается коллективное научное восприятие.
В лекции, прочитанной в 1925 году, незадолго до появления ключевых работ по квантовой механике, Гуссерль ясно дал понять, что феноменологию необходимо спустить с абстрактных высот философского теоретизирования и выразить в конкретных терминах, заявив:
«Теперь возникает задача, как сделать понятным соотношение между конституирующей субъективностью и конституированной объективностью, не просто болтать об этом в пустых общностях, а прояснить его в терминах всех категориальных форм мироощущения, в соответствии с универсальными структурами самого мира».
Чуть более десяти лет спустя, в своей последней, авторитетной, но незаконченной работе «Кризис европейских наук и трансцендентальная философия» (1936), Гуссерль осудил то, как математизация «материальной природы» привела к ее концептуализации как отличной от сознания. Для преодоления этого раскола, утверждал он, необходим фундаментальный возврат к «универсуму субъективного» посредством принятия феноменологической позиции. Только тогда результаты науки в целом и физики в частности могут быть правильно поняты и осмыслены.
К сожалению, Гуссерль умер за год до публикации «маленькой книги» Лондона и Бауэра, но если бы он ее прочитал, то, возможно, оценил бы, как они, по сути, ответили на оба его вопроса. Излагая отношения между наблюдателем и системой в феноменологическом контексте, они прояснили корреляцию между конституирующей субъективностью и конституирующей объективностью в терминах той особой «категориальной [формы] мирского», которую представляет квантовая механика. Более того, Лондон и Бауэр показали, что, воплощая эту коррелятивную связь между нами и миром, квантовая механика, понимаемая феноменологически, преодолевает психофизическую проблему и восстанавливает в физике, да и в науке в целом, «вселенную субъективного».
Это восстановление феноменологической природы текста Лондона и Бауэра — то, что было полностью упущено из виду в споре между Патнэмом и Шимони, с одной стороны, и Маргенау и Вигнером, с другой, — важно, во-первых, для иллюстрации того, как это конкретное философское движение было переплетено с развитием квантовой физики, а во-вторых, для определения места этой «маленькой книги» на ранней стадии развития философского подхода к этой теории, которая в значительной степени игнорировалась в философии физики, по крайней мере до недавнего времени.
Это не означает, что другие авторы феноменологической традиции не смогли включить квантовую механику в свой философский кругозор. Гурвич и Патрик Хилан также подчеркивали феноменологическую роль человеческого сознания в процессе измерения, снова ссылаясь на Лондона и Бауэра. Морис Мерло-Понти, один из наиболее выдающихся мыслителей-феноменологов, также занимался квантовой теорией в Париже и также утверждал, что наблюдатель не должен быть выведен за пределы досягаемости волновой функции, но должен быть включен в описание реальности, предлагаемое физикой. Он оказал значительное влияние на последующих авторов, включая Мишеля Битболя, который вместе со своими коллегами разработал форму эко-феноменологии, объединяющую феноменологическую позицию с подходом к квантовой механике, известным как квантовое байесианство (кьюбизм).
Первоначально разработанный физиком Кристофером Фуксом, этот подход также использует подход от первого лица, который берет за основу концепции агента и опыта и понимает волновую функцию как представление не состояния системы, а состояния этого агента, когда речь идет о его возможном будущем опыте.
Эти недавние разработки нашли отражение в серии конференций, что, в свою очередь, привело к появлению двух знаковых сборников, оба под редакцией и с полезными введениями Харальда Вильтше и Филиппа Бергхофера: «Феноменологические подходы к физике» (2020), который также охватывает феноменологические подходы к теории относительности, и «Феноменология и кьюбизм» (2024).
Таким образом, в рамках феноменологического подхода одна из центральных проблем квантовой механики решается или, лучше сказать, разрешается посредством тонкого, но принципиально важного сдвига к пониманию ее как теории познания, воплощающей наше коррелятивное участие в мире. Независимо от того, полностью ли вы согласны с такой философской позицией, она не только добавляет чрезвычайно стимулирующее и потенциально плодотворное измерение к нашему пониманию одной из самых фундаментальных составляющих современной физики, но и проливает новый свет на часто игнорируемое значение философской рефлексии в этих разработках.
