Севальников А.Ю.

Философский анализ онтологии квантовой теории[1]

Утверждение о том, что в современной культуре и цивилизации в целом на рубеже XX-XXI веков происходят глубинные изменения, приобрело в последнее время общий характер. Мир меняется на наших глазах. В происходящих изменениях далеко не последнюю роль играет наука, которая и сама трансформируется фундаментальным образом. Открытия в космологии, новый холистский подход синергетики, эксперименты, подтверждающие совершенно «фантастическое» поведение микрообъектов, радикально меняют сложившуюся картину мира. Эти изменения позволяют по-новому взглянуть на границы науки, на её связь с другими сферами культуры и в первую очередь – с философией.

Не последнюю роль в изменениях такого рода играет квантовая механика. «Новая волна» интереса к этой проблематике связана с целым рядом экспериментальных и теоретических работ в этой области. Среди экспериментальных работ необходимо выделить эффекты квантовой телепортации и квантовой криптографии, эксперименты по проверке неравенств Белла и многофотонные корреляционные эксперименты,  недвусмысленно подтвердившие формальный математический аппарат квантовой механики. В ряду теоретических  работ можно указать на активно обсуждающиеся идеи связи квантовых принципов с теорией сознания, разработку концепции параллельных миров, продолжающиеся работы по теории измерения, которые привели к ряду интересных результатов. Упомянем также и о появлении целого ряда теорий, в которых  квантовая механика, теория пространства-времени (теория относительности) и физика элементарных частиц предстают как частные случаи единой синтетической теории (Р. Пенроуз, Ю.С. Владимиров и др.).

В многочисленных публикациях на эту тему частыми стал утверждения (Д’Эспанья, А. Шимони, Дж.  Хорган и др.), что современная физика в свою очередь выходит к метафизическим вопросам, что напрямую связано с философией, а именно с онтологической проблематикой. В определенном смысле этого слова такое утверждение стало достаточно обыденным, однако со стороны философии оно пока еще мало подвергалось анализу. Обратим внимание также на то, что с точки зрения философии оно может показаться в известной мере противоречивым. Ведь сам подход философа к чувственно постигаемому миру качественно отличается от подхода ученого-естествоиспытателя. Категории и понятия философии, философская интуиция, с одной стороны, и эмпирическое наблюдение, характерное для ученого, с выражением его в терминах абстрактной математической теории, с другой, являются двумя различными путями в осмыслении бытия мира. Философия занимается миром как сущим. Понятие сущего как такового всегда было составной частью онтологии, раздела философии, занимающегося учением о бытии.

Эмпирическая же наука понятие бытия как такового не использует. Оно является чуждым и неподвластным как эмпирическому исследованию, так и математике, на языке которой говорит точное естествознание, с его строгими и точными дефинициями. Ни глагол «быть», ни имя «сущее» никогда не являлись терминами, созданными философами с целью выразить конкретное научное понятие. Это предельно общие понятия, всегда бывшие предметом вопрошания онтологии. Вопросами последней всегда были следующие – что является причиной бытия? Какой смысл имеют бытие и существование? Какими существенными чертами отличается существование или сущее? Занимаясь такими вопросами, онтология подразумевает бытие не только в его началах, но и конечных целях, рассматривает, иначе говоря, бытие по отношению к причинности. Понятно, что ответы на такие вопросы  не находятся в компетенции эмпирической науки, которой чуждо истинное метафизическое «схватывание». Наука занимается миром эмпирическим, миром феноменов, связывая их в строгом количественном анализе и пытаясь проникнуть в их сущность. При таком подходе она смотрит на бытие «извне», не на бытие как таковое, а на «отражение» бытия в формализме его «физикальности», явленности его чувственному анализу. В то время как естественные науки удовлетворяются тем, что остается на плоскости эмпирической, философия отправляется от начальной оценки природы к проникновению в само бытие и схватыванию существования путем вопрошания о  причинах и смысле последнего.

  Ясно, что при таких походах остается существенное различие между естественными науками и философией. Однако как раз здесь в ХХ веке наметилось интересное сближение между ними. Напомним, прежде всего, о появлении антропного принципа в космологии, прямо поставившего вопрос о смысле существования космоса для человека. И если для космологии, всегда являвшейся как бы «переходным мостиком» между философией и физикой, такая постановка вопроса не является столь уж неожиданной, то и сама физика, как можно показать, отмечена появлением вопросов, напрямую касающихся онтологической проблематики.

  Вопрос, который начала задавать наука, стал касаться способов бытия сущего. Более конкретно, физика, а именно квантовая механика напрямую задалась вопросом – каким образом существуют объекты? Был поставлен вопрос не о фундаментальных объектах (хотя этой проблеме и уделяется немалая степень внимания), из которых предполагались построенными все другие объекты, и ни об их типологии или об общих закономерностях их взаимодействия, а именно о способах бытия сущего. Именно этот вопрос и является предметом рассмотрения настоящей работы. В связи с онтологической проблематикой квантовой теории ранее в литературе активно обсуждались вопросы корпускулярно-волнового дуализма, наблюдаемости, причинности; позже стали рассматриваться понятия неопределенности, потенциальной возможности, целостности, неделимости и др. В проблеме описания квантовой реальности основополагающую роль сыграла знаменитая дискуссия между А. Эйнштейном и Н. Бором, работы В.Гейзенберга, Э. Шредингера, Луи де Бройля, М.Борна.

Как представляется, несмотря на всю важность вопросов, ранее обсуждавшихся в многочисленных работах, они вовсе не являются первичными. Практически все они сводятся к одному главному вопросу, – каким образом существуют квантовые объекты? Адекватный ответ на многие вопросы, ранее столь активно обсуждавшиеся, может быть дан только после разрешения поставленного вопроса.

Имплицитно он присутствовал уже с самых первых моментов рождения квантовой механики. Первоначально он касался способов бытия света – имеет ли он волновую или корпускулярную природу. О способе бытия микрообъектов шла речь фактически (хотя все еще неявно) уже в самой первой копенгагенской трактовке квантовой механики. Более выпукло рассматриваемый вопрос обозначился в дискуссиях о понимании реальности в связи с ЭПР-парадоксом, и, наконец, фактически совершенно ясно был сформулирован в работах, где делается попытка осмысления самых последних экспериментов по проверке неравенств Белла.

В такой постановке, насколько нам известно, проблема формулируется впервые. Ранее, хотя вопрос о смене онтологических представлений  и формулировался (В. Гейзенберг, К.-Ф. фон Вайцзеккер, В.А. Фок), однако никем из исследователей не выстраивалась такая сетка понятий, которая позволила бы охватить целостным образом всю проблематику. В рамках данной работы и предлагается именно такой подход: строится не только возможная сетка понятий, позволяющая целостным образом взглянуть на более раннюю проблематику, но и сформулировать ряд новых положений.

Основу математического аппарата квантовой механики составляет утверждение, что состояние системы может быть описано определенной функцией координат (q), причем квадрат модуля этой функции определяет распределение вероятностей значений координат. Сами волновые функции подчиняются принципу суперпозиции, сущность которого заключается в  следующем. Если нам известна зависимость состояний от времени, которая для одного случая дается функцией ₁(q,t), а для другого - ₂ (q,t), то любая их линейная  комбинация  также  дает возможную зависимость состояний от времени.

Глубокий философский смысл, который таится за внешне простой математической формулировкой, остается во многом еще не проясненным. Слишком  много необычного  и странного преподносит  он классическому,  «здравому» рассудку. Во-первых,  волновая функция описывает не сам процесс, а вероятность (точнее - амплитуду вероятности) того или иного процесса. Во-вторых, принцип  суперпозиции утверждает (и это является, на  наш взгляд, наиболее существенным в нем), что квантовый  объект до измерения находится в необычном, «размазанном» состоянии, точнее говоря, он находится во всех допустимых состояниях сразу. Квантовые состояния микрочастиц не просто «сосуществуют», но и взаимодействуют, интерферируют, давая при этом замечательные и  совершенно необычные для классической физики результаты. В качестве примера укажем особенности распада К₀-мезона и знаменитый парадокс «кота Шредингера», суть которого в том, что кот (если считать его подчиняющимся квантовому описанию) находится одновременно и в живом и в мертвом состоянии.

В ситуации, когда частица находится в «суперпонированном» состоянии, мы сталкиваемся фактически с нарушением логического принципа tertium non datur (третьего не дано). Именно на этот аспект еще в 30-годы указывали Г. Биркгоф, фон Нейман и, позднее К.-Ф. фон Вайцзеккер.

Измерение резко меняет начальную форму волновой  функции. При процессе измерения происходит переход от «суперпонированного» состояния к  одному вполне определенному, что приводит  к ряду интересных следствий. Важнейшее из  них состоит в том, что сами по себе квантовые явления не  имеют ни волнового, ни корпускулярного характера: то, что будет наблюдаться, не определено вплоть до момента измерения. «Никакой квантовый феномен не является феноменом, пока он не является наблюдаемым (регистрируемым)» (Дж. А. Уилер).

Эксперименты, подтверждающие такое парадоксальное поведение квантовых частиц, были успешно проведены рядом  групп, возглавляемых, соответственно, М. Скулли, Х.Вальтером, Л. Манделлом, Р.Чао и др. Они весьма убедительно показали, что  квантовые явления не существуют  «сами  по  себе»;  существенным здесь  является  «зависимость от  иного», зависимость  от условий наблюдения, что  требует перехода к новой онтологии.

Существенным образом такая онтология должна включать в себя динамизм квантовых явлений, который понимается достаточно широко. Он представлен как частный случай движения, понимаемого в философском смысле, суть которого состоит в истолковании природного как постоянно становящегося, изменяющегося. Отметим, что в отечественной философской литературе постоянно отмечался именно этот аспект материального, неорганической природы, и искались внутренние механизмы такого движения. Укажем, в частности, работы Мелюхина С. Т., посвященные этой проблематике[2].

Динамизм в области квантовой механики включает не только понятие движения, перемещения, но и понятие изменения  в самом широком смысле. В области микроявлений он проявляется  в процессах распада, рождения, уничтожения  частиц, их  взаимного перехода друг в друга,  рождения   виртуальных  частиц.  Процесс изменения, становления в философском смысле  демонстрирует и процесс спонтанного нарушения симметрии, так называемый механизм Хиггса возникновения  массы элементарных  частиц. Подобное явление лежит в основе единых теорий взаимодействия   элементарных частиц,  например, модели объединения электромагнитных и слабых взаимодействий Вайнберга-Салама-Глэшоу, Великого объединения сильных и электрослабых взаимодействий.

Несмотря на то, что формальный математический аппарат квантовой теории был полностью создан к началу 30-х годов прошлого века, для большинства физиков осознание того факта, что он требует и радикального пересмотра понятия реальности, пришло далеко не сразу. Решающую роль в этом и сыграл ЭПР-парадокс.

Если авторы парадокса связывали понятие реальности с существованием объектов «самих по себе», и возможности наблюдения их «без какого-либо возмущения системы», то Н. Бор, в противовес этой  позиции показывает, что при анализе квантовых явлений невозможно провести сколько-нибудь резкое разграничение между независимым поведением атомных объектов и их взаимодействием с измеряющими приборами. Невозможность учета реакции объекта на измерительные приборы и означает для него «радикальный пересмотр нашей позиции в отношении физической реальности»[3]. Говоря об изменении в понимании реальности, Бор, тем не менее, ничего не говорит, о том, как конкретно такое понимание должно изменяться, в чем должна состоять суть такого изменения.

В это время еще не был проведен тот решающий эксперимент, который позволил бы однозначно решить правоту той или иной стороны. Понадобилось ждать более полувека, пока такие эксперименты были проведены.

Ключевой для судеб интерпретаций квантовой механики и их опытной проверки стала статья Белла «О парадоксе Эйнштейна-Подольского-Розена», появившаяся в 1964 году. Не касаясь самого содержания работы, многократно описанной в литературе, отметим, что именно она и дала возможность количественного выражения необычных особенностей квантового мира и проверки их в эксперименте. Белл выводит достаточно простые неравенства, которые дали принципиальную возможность экспериментальной проверки выводов квантовой теории. Эксперименты по проверке этих неравенств столкнулись с определенными техническими трудностями, и понадобилось более двадцати лет, прежде чем стало окончательно ясно, выполняются они или нет. Только после работ целого ряда исследователей (Скулли, Хельмута, Л. Мандела, Кэррола О. Алли, О. Якубовича и др.) было показано, что во всех экспериментах наблюдается нарушение неравенства Белла и отличное согласие между предсказаниями квантовой теории и соответствующими опытными данными. В соответствии же с выводами авторов ЭПР-парадокса, это означает, что квантовая механика полна, и тогда встает вопрос о реальности наблюдаемых физических величин и, соответственно, о понимании реальности вообще.

Как можно интерпретировать этот  результат? Во всех экспериментах по проверке этих неравенств рассматривается корреляция (совместная плотность вероятности) наблюдения некоторых физических величин при их измерении для двух удаленных друг от друга приборов А и В. Интерпретация нарушения неравенства Белла требует анализа тех условий, в рамках которых оно выводилось. Точный анализ такого рода показывает[4], что оно было получено в рамках следующих трех предположений:

П1. Результаты измерений наблюдателя А не влияют на результаты наблюдателя B и наоборот (свойство локальности);

 П2. Из правил вычисления средних величин в классической теории вероятности предполагается, что существуют совместные распределения плотности вероятности соответствующих наблюдаемых величин.

 П3. Это совместное распределение, согласно аксиомам теории вероятностей, неотрицательно (колмогоровость).

Поскольку неравенство Белла нарушается, то для формального объяснения причины этого нарушения следует признать непригодность по крайней мере одного из предположений (П1-П3), в рамках которых оно выводилось. Как показывает автор этого анализа (Д.Н.Клышко), сам придерживающийся «операционистской» точки зрения, наименее «спекулятивным» выглядит второе допущение – о «существовании совместных распределений плотностей вероятности наблюдаемых величин». Столь, казалось бы, замысловатая фраза отсылает нас на самом деле к выводу, данному еще в 1935 году Эйнштейном, Подольским и Розеном, что, если квантовая механика полна, и операторы, соответствующие двум физическим величинам, не коммутируют, эти величины не могут одновременно быть реальными.

Таким образом, понятие реальности и способ существования квантовых объектов выдвигается на первый план. При этом возникает вопрос, каким образом может быть построена такая онтологическая сетка понятий, которая могла бы непротиворечивым образом дать описание квантовых процессов. Как представляется, необходимо сначала выяснить, что же, собственно,  лежит  в основе классических представлений естествознания и от чего необходимо отказаться при реконструкции квантовой реальности.

Как известно, в основе классического способа  описания явлений лежало молчаливое предположение о несущественности воздействия средств наблюдения на   изучаемый объект, о независимости физических  процессов от условий наблюдения. Основой формирования классического естествознания явилась метафизика Декарта с ее различением и противопоставлением res cogitans и res   extensa – субстанции мыслящей и субстанции протяженной.

Оценивая значение декартовской философии, В.Гейзенберг пишет: «Влияние картезианского дуализма на человеческое мышление следующих столетий вряд ли можно  переоценить... Философия и естественные науки последующего  периода развивались  на основе  дуализма между res  cogitans и  res extensa... Ньютоновская механика и все другие составные части  классической физики, которые развивались по ее образцу, основывались на  предположении,  что можно описывать мир, не говоря о Боге или о нас самих. Такого рода возможность служила чуть ли не необходимой предпосылкой для всех наук»[5].

Переходя к анализу ситуации, существующей в современной физике, Гейзенберг критикует принципиальные основания декартовской метафизики. Он подвергает сомнению адекватность постулируемого ею  разделения на субъект и объект, на мыслящую и протяженную субстанции.

Уже в копенгагенской трактовке квантовой теории, подчеркивает Гейзенберг, неотъемлемой особенностью является активная роль наблюдателя. Современное естествознание «описывает и объясняет природу не так просто, что она  является как  бы сущей  "самой по себе". Она скорее является частью  взаимной игры между природой и нами самими»[6].  Отсюда Гейзенберг и многие другие исследователи делают вывод о невозможности разделения между субъектом и объектом, духом и материей, о необходимости рассмотрения мира  как единого целого. Насколько оправдан такой холистический вывод из несомненного факта зависимости квантового процесса от его наблюдения?

Чтобы ответить  на  этот  вопрос  необходимо подробнее рассмотреть декартовское  понятие субстанции. «Под субстанцией, утверждает  Декарт, мы  можем разуметь лишь ту вещь,  коя существует,  совершенно не нуждаясь для своего бытия в другой вещи» («Начала философии», I.51). Применительно к  тварному миру, субстанциями, по Декарту, являются те из реалий объективной действительности, которые, исключая каузальную зависимость от Бога как Творца, существуют или могут существовать «сами по  себе», то есть «без помощи  какой-либо сотворенной  вещи» (там  же, I. 52, 64).

Именно такое представление о субстанции («сущего  самого по себе») лежит в основе классического  новоевропейского мышления. Что касается  декартового  дуализма,  его  идеи  разделения субстанций  мыслящей и протяженной, она, как представляется, остается  справедливой  и  в современной физике.

Рассматривая проблему субстанциальности, необходимо отметить,  что здесь  речь идет  не о понятии субстанции  как субстрата,  носителя тех  или  иных свойств, а об идее независимого существования объекта.

Кратко, в двух тезисах, основополагающие положения онтологии Декарта можно выразить следующим образом:

I.  Субстанциальность сущего, конститутативным   моментом которого является понятие независимости,   существования «самого по себе».

II. Разделенность  субстанций,  распадение их на res  cogitans  и  res extensa.

Абсолютное  большинство  современных  физиков  и философов, имея  в виду  современный  этап  развития  науки, говорят о  необходимости отказа  от картезианской онтологии. Соглашаясь с этим,  мы,  тем  не  менее,  должны  задаться вопросом -  от какого  именно её  положения?  Как  мы  видим, онтологическая идея Картезия имеет  два  основных  аспекта. Какой из  них должен быть пересмотрен  для того, чтобы можно было сформулировать онтологические допущения, «покрывающие» все особенности  квантово-механического  описания  реальности микромира?

Вслед за В.Гейзенбергом и Н.Бором часто  говорят о необходимости отказа от дуализма субстанций, от разделенности сущего на материю и сознание, т.е. от второго из выделенных выше принципов декартовской онтологии. До сих  пор подобные  рассуждения никем не подвергались критическому анализу, они либо принимались, либо отвергались. Представляется,  однако, что такой подход не совсем верен.

Для пересмотра декартовской идеи дуализма мыслящей и протяженной субстанций оснований нет,  поскольку  все утверждения   об   участии сознания в микроскопических процессах являются, мягко говоря, весьма проблематичными. Неадекватно, например, истолкование экспериментов  с отложенным выбором Дж. Хорганом, где утверждается о влиянии «знания» на исход эксперимента.  Разбирая этот  опыт, Хорган делает вывод о том, что  путь, выбираемый фотоном в установке, зависит лишь от одной «угрозы узнать», по какому из путей он будет проходить, а не от какого - либо физического вмешательства. В такой  трактовке  не  то  что сознание, но  просто «знание», и даже «потенциальное знание» влияет на ход эксперимента. Однако суть дела обстоит противоположным  образом. То, каким образом будет распространяться фотон,  зависит от того, ставится ли преграда на пути дополнительных фотонов или нет. Все дело не в каких-либо ментальных процессах, а в наличии или отсутствии вполне ощутимой физической перегородки, разрушающей изначальную корреляцию двух  групп фотонов.  Аналогичным образом обстоит дело и в ЭПР-эксперименте, модифицированным аналогом которого фактически  и  являются  эксперименты  с  отложенным выбором.

Можно сделать вывод, что нет веских оснований для  того,  чтобы отказаться от второго аспекта декартовской онтологии, и в действительности надо пересматривать понятие «сущего самого по  себе», т.е. декартовскую идею субстанциальности. Именно это переосмысление и позволяет по-новому взглянуть на все проблемы   квантовой   механики,   включая   проблемы объективности и субъект - объектных отношений.

Идея субстанциальности, являясь фундаментальной для новоевропейского мышления, фактически никогда не формулировалась явным образом (исключением является лишь философия М.Хайдеггера). Обсуждалась идея разделенности сущего на  res cogitans  и  res  extensa. Однако поиски адекватной интерпретации квантовой  теории  вынуждают обратиться именно к понятию субстанциальности и переосмыслить представления о самой квантовой онтологии.

 На необходимости построения новой квантовой онтологии настаивал в  свое время В.Гейзенберг. Отмечая  особенности квантово-механического описания и логики квантовой механики, он писал: «Модифицированная логика квантовой теории  неизбежно влечет за собой модификацию онтологии»[7]. Новая онтологическая картина должна    послужить  основой реконструкции  всех выделенных выше особенностей квантовой реальности,  таких как принцип суперпозиции, «зависимости от иного»,  целостности, динамичности и т.д.

Отталкиваясь фактически от принципа суперпозиции и  связанных с этим принципом особенностей логики квантовой теории, Гейзенберг приходил к выводу о необходимости использования  для  адекватной интерпретации квантовой механики аристотелевского понятия  (или potentia в более поздней метафизике).

К  близким  выводам  приходит  и  Фок,  не  употребляя, однако,  терминологии Стагирита. Введенные им понятия «потенциальной  возможности» и «осуществившегося» весьма близки по смыслу к аристотелевским понятиям «бытие в возможности» и «бытие в стадии завершения» ().

Фок в своих работах, в отличие от Гейзенберга, отталкивается от процесса измерения. Указывая на  то, что основная черта  классического  способа  описания  явлений состояла в допущении  полной независимости  физических процессов от  условий их  наблюдения, Фок указывает, что для микропроцессов идеализация такого  рода  оказывается  не справедливой. Здесь уже сама возможность наблюдения предполагает наличие определенных физических условий, которые могут оказаться связанными с сущностью  явления. Состояние системы, описываемое волновой функцией, является объективным в том смысле, что представляет объективную (независимую от наблюдателя) характеристику потенциальных возможностей того или иного акта взаимодействия микрообъекта с прибором. По Фоку, такое «объективное состояние не является еще действительным, в том смысле, что для объекта в данном состоянии указанные потенциальные возможности еще не осуществились. Переход от потенциальных возможностей к осуществившемуся происходит в заключительной стадии эксперимента»[8]. Статистическое распределение вероятностей, возникающее при измерении, и отражает объективно существующие при данных условиях потенциальные возможности.

Существуют два типа изменения волновой функции: 1) динамическое, непрерывное изменение, описываемое уравнением Шредингера, и 2) cкачкообразное изменение во время измерения - редукция волновой функции.

Первый процесс описывает происходящее на уровне «потенциальных возможностей», или то, что еще  реально, действительно не существует. Только во время  измерения, когда вмешивается «иное», происходит о-существление, актуализация возможного. Процесс  измерения есть акт деятельности,    по Аристотелю, то есть деятельность-осуществление. Как нельзя лучше здесь подходит понятие со-деятельности, или синергии. Оно более адекватно и емко описывает все аспекты, разобранные нами выше.

Это понятие включает в себя моменты деятельности, диалогичности, «встречу двух» - субъекта и объекта, учитывает отмеченную выше деятельность «иного»,  т.е. в полном смысле является со-деятельностью. Одновременно оно является и самим осуществлением (энтелехией).

Таким образом, можно констатировать, что Гейзенберг был совершенно прав, утверждая, что «математические законы квантовой теории можно вполне считать количественной формулировкой  аристотелевского   понятия  ""  или "potentia"».

Наряду с теми параллелями, которые мы отмечали  выше (возможность, динамичность), «потенциально   возможное» включает в себя также и такой «странный» аспект «бытия в возможности», как одновременное  существование  различных возможностей. (Как тут не вспомнить строку из аристотелевской  «Метафизики» - «в   возможности могут существовать противоположные вещи, а в реальном осуществлении нет»). Это и означает применимость обычной формальной логики в мире  действительного и необходимость логики «квантовой» для существующего в возможности, где как раз и работает принцип суперпозиции.

Отсюда видно, что в квантовой механике понятие возможности, вероятности по сравнению с классической механикой существенно изменяется. Оно  онтологизируется, становится фундаментальным. Эта «объективная вероятность» или «потенциальная возможность» («potentia»), как раз и есть понятие, противоположное понятию субстанциальности, «сущего самого по себе».

Таким образом, можно выделить аргументы физического и философско-методологического плана, диктующие необходимость введения двухмодусной онтологической сетки понятий, описывающих реальность квантовой механики.

1. В квантовой механике четко выделяются два типа величин: ненаблюдаемые и наблюдаемые. Первые описывают состояние  системы  с помощью определенной, вообще говоря, комплексной функции некоторых координат  - непосредственно ненаблюдаемой волновой функцией системы. Наблюдаемыми же являются физические величины, которые определяются через квадрат модуля волновой функции.

2. Волновые функции являются своеобразными возможностями того или иного состояния.

3. Конкретный вид состояния, наблюдаемый в конечном итоге исхода того или иного эксперимента, зависит от макроскопической обстановки, или от «иного», как мы определяли выше.

4. Классическая онтология опиралось на понятие «субстанциальности», где основным было понятия сущего «самого по себе». Как показывает опыт квантовой механики, от такого понимания сущего необходимо отказываться и надо переходить к той онтологии, где конститутативным моментом становится зависимость «от иного».

5. Одним из понятий, в рамках которого может быть построена онтология такого типа, является аристотелевское понятие «бытия в возможности» - где как раз определяющим является зависимость «от иного».

6. Введение «потенциального» бытия не является просто удобным понятием, отображающим формальную математическую сторону квантовой механики. Как показывают эксперименты по проверке неравенства Белла, квантовые объекты «не существуют» до момента их регистрации. «Не существуют» нужно понимать в том смысле, что их существование (до момента) регистрации отнесено к модусу бытия в возможности. В момент наблюдения (измерения) происходит актуализация «потенциального», вероятность которого дается волновой функцией системы.

Различение разных модусов бытия диктует совершенно определенный и четкий подход при рассмотрении и интерпретации квантовых явлений. В качестве одного из них выделим пример квантового измерения. Именно здесь возникают ряд парадоксов и трактовок (с участием сознания и ММИ), рассмотренные выше. С точки зрения, развиваемой в этой работе, прибор, как тело макроскопическое, принадлежит модусу бытия действительного, осуществленного. Он принципиально является классическим телом и к нему (как целому) не может применяться квантовая механика. На таком положении вещей постоянно настаивал Бор. Например, он писал: «слово "эксперимент" мы относим к такому положению вещей, когда мы можем сообщить другим, что мы проделали и что мы узнали, и поэтому описание экспериментального устройства и результатов наблюдений должно быть выражено недвусмысленным языком, с соответствующим применением терминологии классической физики»[9]. Такую же грань, хотя и мене четко, проводил и Гейзенберг: «В противоположность (квантовой области -А.С.) по отношению к приборам мы удовлетворяемся законами, могущими быть формулированными в классических понятиях, что дает нам право применять эти приборы для измерений»[10]. Относительно процесса измерения, как говорил Фейнман,  совершается «часто допускаемая ошибка»[11]. При рассмотрении многоальтернативных квантовых процессов мы не имеем права складывать «амплитуды разных, отличных друг от друга конечных состояний»[12]. Последовательное применение правил квантовой механики к прибору как целому приводит к неразрешимым парадоксам того типа, что прибор после измерения находится одновременно в нескольких состояниях, тогда как в действительности осуществляется только какое-то одно. Такой подход разделялся многими физиками и философами. Отметим здесь, в качестве примера, позицию Р. Пенроуза, четко выраженную им в книге «Новый ум короля»: «Я убежден,.. что квантовая механика просто неверна, когда ее применяют к макроскопическим телам»[13]. Нельзя сказать, что в рамках нашего подхода исчезают все проблемы. Стандартная формулировка квантовой механики принципиально не дает ответа, как, в конце концов, система квантовых частиц, составляющих макротело, описывается классической физикой. Это свидетельствует лишь о том, что стандартная квантовая механика не является окончательной и возможны более общие подходы. Один из примеров которой (т.н. бинарная геометрофизика) рассмотрена ниже.

  В рамках развиваемого подхода получают естественное истолкование и понятия калибровочных полей и вакуума.

Как известно, фундаментальной задачей современной физики считается создание единой теории всех физических взаимодействий и частиц. Создание такой теории базируется на трех основных физических идеях, рассматриваемых в настоящее время как наиболее фундаментальные: идея о калибровочной природе всех физических взаимодействий; идея о лептонно-кварковом структурном уровне в строении вещества и идея о спонтанном нарушении симметрии первичного вакуума.

Несмотря на широкое использование концепций вакуума и калибровочных полей, их природа до сих пор остается не вполне ясной. Формальный математический ответ состоит в том, что калибровочные поля связываются определенным образом с теми или иными «внутренними» симметриями. Природа же этих «внутренних пространств» остается, однако, непроясненной. Можно попытаться раскрыть природу калибровочных полей, опираясь на развиваемую концепцию двухуровневой онтологии. Логика рассуждений при этом такова.

  В современной теории поля укоренилось представление, что каждому типу взаимодействий соответствует некоторая группа симметрий, а поля-переносчики взаимодействий трактуются как нарушения этих симметрий. В этом и состоит основная идея калибровочного подхода. Как известно, каждый тип элементарных частиц характеризуется своим специфическим законом сохранения. В свою очередь, как показывается в теоретической физике, каждый из законов сохранения является проявлением определенного вида симметрии. Оказывается, что существуют т.н. «внутренние» симметрии, не связанные с преобразованиями реального пространства-времени. Требование инвариантности законов природы при локальных, т.е. зависящих от пространственных координат, преобразований, ассоциированных с этими «внутренними» симметриями, приводит к тому, что в уравнения движения частиц приходится вводить добавки, которые и описывают взаимодействие частиц.

  Примечательной особенностью современного подхода в теории поля является то, что все поля (а вместе с тем и частицы) считаются  определенными геометрическими объектами. Так, адекватным математическим аппаратом теории калибровочных полей является т.н. теория расслоенных пространств. «Слоями» (с которыми и соотносятся те или иные внутренние симметрии) являются различные дополнительные пространства, связанные с обычным пространством-временем, которое рассматривается как «базовое пространство», или «базовая поверхность». К этой поверхности могут быть построены дополнительные пространства: касательные плоскости, нормали, какие-либо другие геометрические структуры. Расслоенное пространство и есть совокупность всех слоев, находящихся в определенном отношении друг с другом.

  Если базовое пространство искривлено (каковым, например, и является наше пространство-время с точки зрения общей теории относительности), то с каждой его точкой можно соотнести свои слои, которые в свою очередь связаны друг с другом определенными отношениями, которые описываются т.н. «связностями» расслоенных пространств. Оказалось, что калибровочные поля (например, электромагнитное поле) также описывается связностью расслоенных пространств. Поля, характеризующие частицы - источники полей (например, электроны), описываются сечениями расслоенного пространства. Внутренняя симметрия, локализация которых и «порождает» калибровочные поля, является группой симметрии слоя.

  В рамках развиваемого подхода представляется естественным  ассоциировать калибровочные поля с многомодусностью бытия, отнести «внутренние пространства» к рассматриваемому нами «до- феноменальному слою» реальности или «бытию в возможности». Действительно, если волновые функции частиц связывать с «бытием в возможности», то можно видеть, что с этим же «слоем» реальности связны и калибровочные поля. Продемонстрировать это можно на примере электромагнитного поля.

  Теория калибровочных полей в современном виде была развита Ч. Янгом и Р. Милсом (поля Янга-Милса); большую роль в разработке этой идеи сыграли в свое время работы Калуцы, Клейна, Фока и особенно работы Вейля по калибровочной инвариантности электромагнитного поля. Вейль связывает требование калибровочной инвариантности с одним моментом, который представляется наиболее интересным для целей нашего анализа, а именно с требованием ненаблюдаемости «волновых функций и с тем, что непосредственный физический смысл  имеют их квадраты, т.е. величины ^*»[14]. Позднее Янг и Милс также связали калибровочную инвариантность с непосредственной ненаблюдаемостью волновой функции.

Эту «ненаблюдаемость» представляется естественным  соотнести с тем «дофеноменальным слоем» реальности, которое мы обозначаем как «бытие в возможности». При этом свое разумное толкование на языке философских категорий получают и «внутренние», калибровочные симметрии.

Волновые функции , фигурирующие в уравнениях квантовой механики, являются действительно ненаблюдаемыми. Эта «ненаблюдаемость» связана с их существованием, отнесенностью их к модусу бытия потенциального. «Ненаблюдаемость» эта совершенно особого рода, и проявляется она в ряде эффектов, например эффекте Ааронова-Бома.

Аналогичным образом в рамках двухмодусного бытия свое разумное истолкование получает и понятие вакуума. В современной физике вакуум рассматривается не как абсолютное ничто, как представлялось ранее, а как некоторое низшее состояние квантованных полей, характеризующееся отсутствием каких-либо реальных частиц. Классический вакуум (полное отсутствие поля) означает по сути наличие определенных (равных нулю) значений полевых динамических переменных. Квантовый же принцип неопределенности говорит о невозможности для квантовых полей иметь в фиксированной точке пространства одновременно нулевое значение некоторой переменной и ее нулевую скорость изменения. Это и порождает специфическое свойство квантованных полей – их нулевые колебания, принципиально не устранимое, своеобразное «дрожание», которое зафиксировано экспериментально. Вакуумные флуктуации (нулевые колебания) существуют в каждой точке пространства и могут взаимодействовать с любыми элементарными частицами.

Понятие вакуума стало одним из основных в том смысле, что его свойства определяют свойства всех остальных состояний. Частицы и поля являются в некотором смысле лишь «модификациями» вакуума, а сами их свойства определяются взаимодействием с вакуумом, как структуры, их породившей. Вакуум по  современным представлениям обладает сложной структурой, однако его онтологический статус до сих пор остается до конца не выясненным. Он рассматривается как некоторый «резервуар», откуда «извлекаются» те или иные частицы. В рамках рассматриваемой концепции его онтологический статус, как представляется, становится более понятным.

Вакуум, как уже говорилось выше, является низшим состоянием некоторого поля. Так, например, в квантовой электродинамике электромагнитное поле описывается гамильтонианом, который  имеет следующий вид

                  Н2сћc(N +/2),    

где N - число частиц (фотонов). Гамильтониан описывает полную энергию поля, и, когда фотоны отсутствуют, энергия равна не нулю, а некоторой «нулевой энергии»

                      Н₀2сћc(/2).   

Физически это интерпретируется как вакуум (в данном случае электромагнитный), откуда «извлекаются» реальные фотоны и куда они переходят при их поглощении (например, атомом). Мы привели несколько упрощенный вид гамильтониана, вообще он является некоторым квантовым оператором. Оператор же некоторой физической величины, точно так же как и волновая функция, является величиной, существование которой связано с модусом бытия в возможности.

Реально мы наблюдаем лишь бытие актуальное. Вакуум же есть то «потенциальное», откуда частицы появляются. Если исходить из представлений только об одномодусном бытии, которое фактически и господствует в основном в  современной физике,  понятие вакуума остается загадочным.

Анализируя проблему ЭПР-парадокса, мы ставили вопрос о первичности самого пространства. Такая постановка вопроса не является новой. Уже в общей теории относительности свойства пространства-времени определяются и зависят от распределения масс вещества, т.е. в конечном счете, от частиц материи. Во всех физических теориях пространственно-временной континуум служит базой или ареной для построения физических взаимодействий. В настоящее время существуют и развиваются парадигмы, где пространство-время исключено из первичных физических категорий. В них ставится задача  получения пространства-времени как вторичного понятия, свойства которого вытекают из свойств частиц и переносчиков взаимодействий.

Одной из них является концепция бинарной геометрофизики Ю.С. Владимирова – единой теории пространственно-временных отношений и физических взаимодействий, позволяющей переосмыслить все здание современной физики на совершенно новой основе.

  Теория Владимирова – это теория бинарных физических структур. В ней рассматриваются два множества элементов М и N. Между любой парой элементов из разных множеств задается парное отношение – некоторое комплексное (вещественное) число u_i. Понятие бинарности, отношения (а, следовательно, и времени) является ключевым, базисным и связанным с самими фундаментальными основаниями мира. Оно определяет реляционный характер развиваемой автором теории.

Постулируется, что имеется некий алгебраический закон, связывающий все возможные отношения между любыми r элементами множества  M и s элементами множества N:

                                            Ф_(r,s) (u_i, u_i,…, u_k) = 0                                        

                 Целые числа r и s характеризуют ранг (r, s) бинарной системы комплексных отношений (БСКО). Существенным положением теории является требование фундаментальной симметрии, состоящее в том, что отношение, приведенное выше, справедливо при замене взятого набора элементов на любые другие в соответствующих множествах. Фундаментальная симметрия позволяет записать функционально-дифференциальные уравнения, из них найти вид как парных отношений u_i, так и саму функцию Ф.

Постулируется, что рассматриваемые множества описывают состояния частиц. Элементы первого множества М характеризуют начальные состояния частиц, а элементы второго множества N – конечные состояния. Являясь фундаментальными, эти состояния, не определяются, т.е. являются первичными.

  Не вдаваясь в детали теории бинарных физических структур, отметим те моменты, которые сближает наш подход и подход Ю.С. Владимирова в описании реальности. Во-первых, заметим сразу, что первичные понятия в бинарной геометрофизике, выступающие как состояния частиц, связаны с до-феноменальным модусом сущего. Этот характер до-феноменальности, принадлежности к иному модусу бытия, носит в бинарной геометрофизике явный характер. Напомним, что пространство–время не является здесь первичным, оно возникает, «разворачивается» в результате отношений между множествами элементарных объектов. Характер же существования самих элементарных объектов носит надвременной и надпространственный характер. С этой точки зрения становится хорошо понятным и принцип дальнодействия, являющийся фундаментальным в бинарной геометрофизике. Дальнодействие обусловлено характером непосредственных отношений (взаимодействий) частиц, существующих вне классического пространства-времени. Именно это дальнодействие  и обнаруживается в нелокальности стандартной квантовой механики, проявляющееся, в частности, в знаменитом ЭПР-парадоксе. Нелокальность квантовой механики (или прямое межчастичное взаимодействие у Ю.С. Владимирова) выражает как раз факт первичного существования частиц вне обычного пространства-времени, их изначальную отнесенность к иному модусу бытия. Последний аспект, неправильно понимаемый, и заставляет скептически относится к этой концепции, однако он выражает сущностно те же аспекты квантовой механики, как и, например, нелокальность ЭПР-парадокса. Существование частиц, их взаимодействие отнесено к иному – вне пространственному модусу бытия.

  Далее, очень важным представляется тот факт, что эти первичные структуры, относясь к иному модусу бытия, не являются статичными сущностями. Сам Владимиров называет их, к примеру, и состояниями, и «элементами-событиями», что подчеркивает их динамический характер. Точнее говоря, динамический характер их существования. Понятие перехода между элементами первичных множеств также является фундаментальным, и только подчеркивает изначальный динамизм сущего. Собственно говоря, бинарность, в рамках этой теории отражает суть элементарной ячейки мироздания – начало, конец и сам факт перехода (отношения) между ними». То первичное отношение, которое кладется в фундамент этой теории, есть событие, переход (между трансцендентными состояниями), т.е. то самое движение (в философском смысле), которое присуще природе изначально.

  Этот первичный переход между двумя элементарными состояниями происходит до времени и подтверждает наш вывод о существовании иной темпоральности, наряду с обычным временем, которое в этом смысле первичным не является, но, тем не менее, отображает фундаментальность элементарного события. Квантовая механика и «схватывает» эту выделенность времени и необходимости рассмотрения, по крайней мере, двух времен, связанных с двумя различными модусами сущего. Точнее, необходимо говорить о времени, связанном с классическим пространством-временем, и событием, отображающим переход для элементарных фундаментальных структур, трансцендентных к обычной реальности. Для событий последнего рода как раз вполне применим дискурс Хоружего, на котором мы останавливались раньше.

  Отметим также и принцип взаимности (аналогии или отображения) различных структур и модусов сущего, на который мы также хотели бы обратить внимание. Напомним, что в бинарной геометрофизике первичными являются отношения между элементами (частицами). Из этих отношений (параметров элементов) в виде некоторых комбинаций строятся компоненты импульсов, вводится импульсное пространство, и одновременно с этим определяется прообраз классического действия. И уже только после этого, как бы на третьем этапе формируется координатное пространство-время. Первоначальные структуры как бы «разворачиваются», проявляются на разных «уровнях» сущего (например, импульсное и координатное пространства) и  черты проявленного несут на себе «печать» первоначальной (бинарной) структуры. Например, спинорность, возникающая непосредственно из первоначальных бинарных структур, как уже отмечалось выше, несет в себе прообраз основных свойств классического пространства-времени, таких как размерность, сигнатура, метрические свойства и т.д. Можно сделать вывод, что именно первоначальная бинарность, связывающая начало и конец события, и ответственна за принцип взаимности, рассмотренный нами выше.

  Принцип аналогий или взаимности тесно связан с картиной полионтичной реальности, развиваемой в данной работе. Сущее на одном модусе своего бытия дублирует, а точнее отображает сущее другого модуса.

  Динамизм сущего – вещи, объекта проявляется также и в том, что любая выделенная частица обладает разными отношениями в различных элементарных базисах, составляющих макроприбор, и оказывается, то, что мы наблюдаем, и как - зависит от того, какой набор «элементарных базисов», или приборов мы выбрали. А это и есть не что иное, как хорошо известный в квантовой механике «принцип зависимости от средств наблюдения», или как мы его называли «зависимость от иного».

Модель бинарной геометрофизики не является пока общепризнанной. Несмотря на всю ее привлекательность и многообещающий подход, представляется преждевременным делать какие-либо серьезные философские выводы, касающиеся ее сущности. Однако, основные контуры такой онтологической парадигмы, которые можно набросать на её основе, совпадают во многом с теми заключениями, которые можно сделать и на основе анализа обычной квантовой механики.