Копенгагенська інтерпретація. ІІІ

Концептуальне зміст квантової механіки далеко не очевидним. Тож не дивно, що воно інтерпретується по-різному. Нам належить спочатку повною мірою поринути у світ квантово-механічного плюралізму, а потім, освоївши його, зробити вирішальні висновки.

Копенгагенська інтерпретація

Термін "копенгагенська інтерпретація" використав В. Гейзенберг, явно наголошуючи на пріоритеті Н. Бора, жителя датської столиці Копенгагена. Самого Гейзенберга вважають копенгагенцем № 2. Ні Гейзенберг, ні будь-хто інший ніколи не давав чіткого визначення змісту копенгагенської інтерпретації. Водночас було відомо, що погляди Бора та Гейзенберга не збігалися. Таким чином, "копенгагенська інтерпретація" є терміном для позначення спектра поглядів. Яскравими "копенгагенцями" були Дж. фон Нейман, П. Дірак, Ст А. Фок, Л. Д. Ландау.

• 1) хвильова функція відноситься до окремого квантового об'єкта;
• 2) поведінка квантових об'єктів неможливо відокремити від результатів вимірів;
• 3) вимір викликає колапс хвильової функції;
• 4) приховані параметри неможливі;
• 5) квантова механіка дає повний, вичерпний опис поведінки квантових об'єктів.

Вчені сперечаються

Плюралізм поглядів копенгагенців полягав у тому, що Дж. фон Нейман не дотримувався переконання Бора, згідно з яким результати вимірювань описуються класичним чином, так само як і його відданість принципу додатковості. Сам Бор не схильний був абсолютизувати процес вимірювання так само рішуче, як це робив В. Гейзенберг. Фон Нейман також дотримувався позиції, що результати вимірювань відносяться до окремого об'єкта лише у випадку, якщо вони є власними значеннями відповідних операторів.

Ще одна особливість "копенгагенців" полягає в тому, що вони уникали просторово-часового зображення квантово-механічних процесів. Як показав Р. Фейнман, таке зображення цілком можливе.

Ансамблева, чи статистична, інтерпретація

Її творцем найчастіше вважають А. Ейнштейна. Найбільшими представниками цієї інтерпретації є також наш співвітчизник Д. І. Блохінцев та сучасний канадський фізик Л. Балленстайн. По суті, саме цими іменами представлені три найбільш актуальні етапи у розвитку ансамблевої інтерпретації, яка завжди визнавалася очевидною альтернативою копенгагенської інтерпретації.

Ейнштейн, визнаючи квантову статистику, вважав, що вона недостатня висловлювання справжньої природи квантових об'єктів, насправді яких він сумнівався. Квантова механіка неповна.

Д. І. Блохінцев, спираючись на погляди не Ейнштейна, а фон Неймана та своїх колег Л. І. Мандельштама та К. В. Нікольського, сформулював нову версію ансамблевої інтерпретації. Суть його думки полягає в тому, що на перший план висувається не пошук прихованих властивостей, а оператор щільності. У статті, в якій він, по суті, підбивав підсумки своєї творчості, пов'язаної з осмисленням квантової механіки, Блохінцев зазначав, що "необхідність введення в квантову механіку оператора щільності, як поняття більш загального, ніж хвильова функція, ґрунтується на тому, що в квантовій області вимірювання, що виробляються над системами, що описуються хвильовою функцією ψ ("чистий" ансамбль), переводять ці системи в стани, що описуються набором хвильових функцій, тобто "змішаний" ансамбль.

Тому, якщо ми хочемо розглядати теорію квантових вимірів як главу квантової механіки, то не можна виключити із розгляду змішані ансамблі, які не мають аналогів у класичній механіці. Вони є аналогами статистичної механіки. У цьому пункті лежить вся відмінність моєї концепції квантової механіки від концепції копенгагенської школи.

Н. Бор явно вважав за краще розглядати ситуацію, коли атомна система описується хвильовою функцією (тобто чистий ансамбль). При такому підході сам процес виміру повністю виключається із квантово-механічного розгляду і тим більше не може бути предметом теоретичного розрахунку. Інтерпретація виміру за такого підходу обмежується розумінням виміру як явища зміни інформації. Слід наголосити, що в рамках аналізу, зосередженого на чистому ансамблі, таке тлумачення виміру логічно послідовно і єдино можливе. Але воно виключає насправді існуючу можливість, на основі тієї ж квантової механіки, досліджувати та розрахувати явища виміру. У цьому концепція фон Неймана, заснована на понятті статистичних сукупностей, представляється ширшою основою розуміння квантової механіки, ніж концепція, заснована більш обмеженому понятті хвильової функції " .

Квантові ансамблі лише аналогічні ансамблям Гіббса, що використовуються в класичній фізиці. Тому Блохінцев вважав, що він благополучно розвів класичну та квантову фізику у різні боки. Але при цьому залишалося відкритим питання про природу окремої частки. Це не зауважив його головний опонент В. А. Фок. Він звинувачував Блохінцева в непослідовності: хвильова функція вважається характеристикою окремої частки, то характеристикою всього ансамблю, а чи не окремої частки . Фок прав, прихильникам ансамблевої інтерпретації не вдається справитися з окремими частками. Або повністю заперечується, що статистична інтерпретація на кшталт М. Борна належить до окремої частинці, чи вважається лише представником ансамблю.

З позицій сучасної теорії декогеренції помилка Блохінцева досить очевидна. Він помилково вважав, що процес квантово-механічного виміру повністю пояснюється у вигляді оператора щільності, його, мовляв, не обов'язково виводити. Тому він ставив його попереду концепту хвильової функції, актуальність якого, насправді, принижувалася.

Переходимо до характеристики поглядів Баллентайна. На жаль, у своїй головній роботі він уникає лаконічних характеристик своєї позиції, доречних у цій книзі. Натомість К. Ейлвард ілюструє основні положення поглядів Баллентайна у досить ефектній манері. Він показує, що ансамблева інтерпретація квантової механіки призводить до висновків, які не узгоджуються з копенгагенською інтерпретацією. Для зручності пронумеруємо його коментарі.

• 1. Не слід думати, що статистичні результати характеризують окрему частку. Припустимо, що проводяться випробування з гральною кісткою. Випадають значення від 1 до 6. Середнє значення становить, наприклад, 2,4. Але це не означає, що гральна кістка має сторону, на якій написано 2,4.
• 2. Корпускулярно-хвильовий дуалізм неспроможний. Частинки завжди є частинками. Правильно, що вони описуються не класичною, а квантовою статистикою. Але вони не є хвилями, подібними, наприклад, до хвиль на воді, які дійсно реальні.
• 3. Гейзенбергівський принцип невизначеності є описом статистичних результатів, проведених над ансамблем частинок. Всупереч Гейзенбергу окрема частка не має невизначених значень параметрів.
• 4. Парадокс шредінгеровського кота був введений для того, щоб показати обмеження копенгагенської інтерпретації квантової механіки. Реальний кіт, звичайно ж, завжди або мертвий, або живий, і не є суперпозицією цих двох станів.
• 5. Про колапс хвильової функції. Він не потрібний ні формальним апаратом квантової механіки, ні експериментальними даними.
• 6. Стверджується, що та сама частка може бути у різних місцях. Але апарат квантової механіки цього вимагає.
• 7. Стверджується, що у конструюванні квантової реальності бере участь свідомість експериментатора. Насправді ж стан квантових об'єктів від нього не залежать.

Отже, на думку Ейлварда, ансамблева інтерпретація вносить остаточну ясність у багато суперечливих питань квантової механіки, викликані до життя копенгагенської інтерпретацією.

Квантова система може бути повністю описана певним вектором стану, який визначає все доступне спостерігачеві знання про неї.
Опис квантової системи має імовірнісний характер. Імовірність події визначається квадратом норми вектора стану. (Макс Борн)
Принцип невизначеності Гейзенберга стверджує, що неможливо визначити значення всіх властивостей системи одночасно.
Квантова система одночасно виявляє властивості, характерні частинок і хвиль. Цей принцип відомий як корпускулярно-хвильовий дуалізм Луї де Бройля.
Принцип додатковості Нільса Бора стверджує, що експериментально проявляється лише одна з дуальних властивостей квантової системи, а не обидва одночасно.
Принцип суперпозиції стверджує, що квантова система може бути в стані, в якому вимірювання фізичної характеристики може давати різні результати, а хвильова функція визначає лише ймовірність того чи іншого результату.
Вимірювання є за своєю природою взаємодією квантової системи із класичним приладом. При вимірі когерентність квантового стану руйнується.
У разі збільшення розмірів квантової системи її властивості переходять у класичні. Це твердження відоме за назвою принцип відповідності.

Ейнштейн та Бор У квантовій механіці справедливий принцип детермінізму: за відомих початкових умов за допомогою рівнянь руху можна однозначно визначити стан (хвильову функцію) квантової системи у будь-який момент часу. Проте, хвильова функція однозначно не визначає результати вимірювань. Ця особливість квантової механіки завжди викликала багато критики та суперечок. Відоме заперечення Альберта Ейнштейна, висловлене на Солвіївському конгресі 1927 року: "Я переконаний, що бог не кидає кістки". Бор відповів: "Ейнштейн, не вказуйте Богові, що робити."
Чимало фізиків вважали Копенгагенську інтерпретацію незадовільною, оскільки вона не узгоджувалась із поняттями класичної фізики, зокрема, заперечувала класичний детермінізм. Видатним критиком копенгагенської інтерпретації був Альберт Ейнштейн. Відомі його диспути з Нільсом Бором. Критики вважали, що можливим поясненням квантових ефектів існування ще не відкритих прихованих змінних.

Фізики з Австрії та США опублікували результати опитування своїх колег щодо того, як вони розуміють квантову механіку. Результати виявилися суперечливими - незважаючи на те, що класична копенгагенська інтерпретація все ще почувається досить бадьоро, до неї поступово підбирається теорія квантової інформації. Гіпотеза багатьох світів здає свої позиції.

Коріння проблеми

Історія квантової механіки починається наприкінці XIX століття, коли статистична фізика зіткнулася з парадоксом, який отримав назву ультрафіолетової катастрофи. Зіткнення це було тим більше несподіваним, що йшлося про, здавалося б, просте фізичне завдання: опис випромінювання, пов'язаного з нагріванням тіла, - метал, камінь або вугілля в каміні. Скажімо, добре відомо, що свічення нагрітого металу зі зростанням температури змінюється від червоного до світло-блакитного. Чому це так?

Виявилося, що вирішення цього завдання зводиться до вивчення випромінювання так званого абсолютно чорного тіла, абстракції, що представляє собою тіло, яке поглинає все випромінювання, що впало на нього. Назва, як виявилося, було обрано досить невдало - наприклад, з достатньою мірою точності абсолютно чорним тілом можна вважати Сонце.

І в цей момент фізики зіткнулися ось з чим: модель випромінювання, яка була у них на руках (так званий закон Релея-Джинса), непогано описувала випромінювання для довгих хвиль, але для коротких не працювала зовсім. Більше того, вона давала неможливий результат: енергія, що випромінюється тілом, дорівнює нескінченності. Цей феномен і отримав ім'я ультрафіолетової катастрофи.

У 1900 році Макс Планк запропонував абсолютно неочевидне пояснення того, що результати експериментів з короткими хвилями суперечать теорії - щоправда, сам термін "ультрафіолетова катастрофа" з'явився лише в 1911 році, а нескінченність енергії була виявлена ​​Релеєм та Джинсом вже після появи планківського пояснення. Планк заявив, що випромінювання випромінюється не безперервно, як вважалося раніше, а порціями (квантами). Енергія кожного кванта виявляється пов'язана із частотою випромінювання простим лінійним законом. На основі цих припущень він вивів свій закон випромінювання, який показав чудове узгодження з експериментальними даними та приніс Планку Нобелівську премію з фізики у 1918 році.

Виявлений закон неможливо було пояснити з погляду фізики того часу, що суворо поділяла дві основні сутності - поля та частки. Виникло нетривіальне і, швидше, філософське питання: якщо фізика описує нашу звичайну дійсність, то яку дійсність описують нові рівняння? Так разом із квантовою механікою (саме з моменту публікації роботи Планка багато хто відраховує історію нової фізичної теорії) постала і проблема інтерпретації квантової механіки.

Спочатку, звичайно, дивність рівнянь Планка не викликала у фізиків особливого хвилювання - їм здавалося, що будівля фізики непорушна, тому дивні рівняння знайдуть пояснення в рамках класичної теорії (самі фізики, звичайно, свою класичну фізику ще не вважали - тим же рівнянням Максвелла не було тоді та 20 років). Більше того, з порційністю фізикам вже доводилося стикатися: ідея існування найменшої неподільної порції електричного заряду, що дорівнює заряду електрона, на той момент була загальновизнаною.

Ситуація з квантами посилилася 1905 року. Справа в тому, що в 90-х роках XIX століття фізики активно вивчали фотоефект - явище випромінювання електронів речовиною під впливом світла. З експериментів їм вдалося встановити кілька емпіричних законів. В 1905 Альберт Ейнштейн запропонував пояснення всім цим законам, поширивши теорію порційного випромінювання Планка на світ. Теорія, що вийшла, знову давала прекрасне узгодження з експериментальними даними і знову не поміщалася в класичну картину світу.

Копенгагенська інтерпретація

Через буквально 20 років науковий світ перебував у стані непримиренного протистояння. Суть розбіжностей зводилася до питання, наскільки добре квантова теорія описує реальність (самі рівняння і те, що вони чудово працюють, ні в кого заперечень викликали). Противники молодої фізики стверджували, що всі ці корпускулярно-хвильові дуалізми (властивості матерії бути частинкою і хвилею одночасно) та інші об'єкти, що суперечать тодішньому здоровому фізичному сенсу, є просто наслідком недосконалості математичного апарату. На боці класиків билися Ейнштейн, Планк, Шредінгер. Останній, до речі, вигадав свого кота саме для того, щоб продемонструвати абсурдність нової теорії.

В 1935 Альберт Ейнштейн, Борис Подільський і Натан Розен опублікували статтю, в якій описали уявний експеримент, який отримав назву парадоксу Ейнштейна-Подільського-Розена. Суть феномена зводилася до того що, що у квантовому світі існує явище заплутаності. Через це у певному випадку вимір стану одного об'єкта дозволяє визначити стан іншого, віддаленого від першого на довільну відстань. При цьому здається, що порушується причинно-наслідковий зв'язок. Цей феномен був запропонований як підтвердження неповноти квантовомеханічного опису світу. Парадокс дозволяється завдяки тому факту, що передачі відомої інформації про другому об'єкті потрібен канал зв'язку, який порушує причинно-наслідковий зв'язок. Пізніше явище заплутаності неодноразово спостерігалося практично.

Адепти ж квантової механіки відстоювали реальність всіх цих загадкових явищ (хоча пізніше стало зрозуміло, що серед цих учених є серйозні розбіжності). У період з 1924 по 1927 Нільс Бор і Вернер Гейзенберг, одні з головних захисників «нової фізики», сформулювали основні положення «реальності» у сенсі квантової механіки. Ці положення були представлені широкому науковому загалу в 1927 році, коли Гейзенберг прочитав серію лекцій в університеті Чикаго про те, що з себе являє квантова механіка. Так на світ з'явилася копенгагенська інтерпретація квантової механіки (і Бор, і Гейзенберг на той час працювали в університеті Копенгагена) - найпоширеніша і найпопулярніша інтерпретація.

Головною відмінністю мікросвіту від звичного нам макросвіту проголошувалась імовірнісна природа процесів, що там відбуваються. Матерія демонструє корпускулярно-хвильовий дуалізм. Основним об'єктом опису системи ставала хвильова функція, яка характеризує амплітуду ймовірності виявити систему у тому чи іншому стані у цій конкретній точці. Згодом хвильова функція еволюціонує, і це еволюція описується так званим рівнянням Шредингера. По суті стану системи виявляються «розмазані» за часом та простором. Традиційно це інтерпретується як перебування квантової системи у кількох станах одночасно.

У разі виміру відбувається колапс хвильової функції одного з класичних станів. Це з тим, що це вимірювальні прилади і всі виміри у фізиці вважаються класичними. З цієї причини, крім іншого, неможливо отримати всю можливу інформацію про систему. Ілюстрацією останнього становища є знаменитий принцип невизначеності Гейзенберга, який стверджує, що добуток невизначеностей при вимірі імпульсу і координати якоїсь механічної системи завжди більше деякого ненульового значення. Зрештою, остання вимога – для досить великих систем квантовий опис наближається до класичного.

Копенгагенська інтерпретація дозволила фізиці змиритися з багатьма парадоксальними результатами спостережень. Наприклад можна розглянути так званий двощілинний досвід. Представимо екран, який відгороджений від джерела світла світлонепроникною поверхнею, в якій прорізано дві щілини. Коли світло проходить через щілини, на екрані виникає послідовність світлих та темних смуг – типова інтерференційна картина. Це з тим, що світло - хвиля і, проходячи через щілини, поділяється на пару хвиль, взаємодіючих між собою. При цьому така картина спостерігається і у разі прольоту одиничних фотонів.

Якщо в обох щілин поставити детектори, які реєструватимуть фотони, що проходять через них, то спрацьовуватиме завжди тільки один з детекторів. Це і є демонстрація корпускулярно-хвильового дуалізму. Більше того, якщо один із детекторів прибрати та не фіксувати проходження фотона, інтерференційна картина на екрані все одно зникає. З погляду копенгагенської інтерпретації це є прямою демонстрацією того, що при вимірі (нехай навіть із негативним результатом) відбувається колапс хвильової функції.

Нові реальності

У XX століття копенгагенська інтерпретація вважалася стандартним поясненням квантової механіки. Ситуація змінилася до кінця століття - у фізиці стали виникати питання, які навіть не спадали на думку класикам. Ось, наприклад, хвильова функція – це що? Зручний інструмент для опису чи якийсь реально існуючий об'єкт? Або, скажімо, як бути з квантовою заплутаністю?

В даний час питання інтерпретації вважається скоріше філософським, ніж фізичним. Відомий фізик Ашер Перес - автор однойменного парадоксу - вважає, що інтерпретації суть не більше ніж набір правил для оперування експериментальними даними, тому єдина вимога, яку можна пред'явити до інтерпретації - щоб ці набори правил були еквівалентні один одному (серед іншого, це пов'язано з тим фактом, що, як говорилося вище, математичний апарат в усіх інтерпретацій абсолютно однаковий).

В даний час крім копенгагенської інтерпретації існує кілька альтернатив, які раніше вважалися трохи божевільними або навіть науково-фантастичними, які з часом впевнено посунули класику. І це крім характерно інструменталістської інтерпретації Девіда Мерміна, вираженої у знаменитому афоризмі «Заткнися і рахуй».

Найпопулярнішою з альтернатив є так звана багатосвітова інтерпретація, що належить Х'ю Еверетту. Примітно, що Еверетт залишив фізику після кількох робіт, у тому числі й через ту критику, на яку наукове співтовариство піддало його погляди. В основі багатосвітової інтерпретації – заперечення реальності колапсу хвильової функції, тобто поділу взаємодій на класичні та квантові.

Для цього Еверетт ввів поняття квантової декогеренції, суть якої досить умовно (намагаючись пояснити формули словами, завжди стикаєшся з деякими неминучими спрощеннями), полягає в тому, що досліджувана система і спостерігач - вимірювальний прилад - виявляються об'єднані в одну величезну (за мірками мікросвіту) систему. Факт цього включення і призводить до відчуття «класичності», що здається, - адже теза про те, що великі системи повинні бути схожі на класичні, цією інтерпретацією не заперечується. У цьому кожен із можливих варіантів включення системи виявляється реалізований. З точки зору двощілинного досвіду, якщо за однією із щілин стоїть детектор, то при підльоті фотона до поверхні з прорізами Всесвіт роздвоюється. В результаті в одній із реальностей спостерігач реєструє фотон, а в іншій – ні. При цьому всі незліченні Всесвіти виявляються частиною якогось глобального квантового світу, який ніколи не втрачає своєї когеренції.

Крім багатосвітової інтерпретації, є ще й інформаційна інтерпретація – точніше, навіть кілька інтерпретацій такого роду. У основі лежить ідея у тому, що з вимірі спостерігач витягує із системи деяку інформацію. Ця інформація, з одного боку, сприймається як результат спостереження, з іншого - змінює саму квантову систему, що вимірюється, оскільки та інформацію втрачає. Ці ідеї мають ідеалістичний характер, оскільки поміщають основою реальності інформацію, а чи не матерію.

Нарешті, останньою інтерпретацією, яку варто згадати (насправді їх набагато більше), це інтерпретація Пенроуза. У ній колапс хвильової функції визнається об'єктивною реальністю, тобто фізичним процесом. Відповідно до цієї теорії, колапс відбувається випадково, а сам спостерігач жодної ролі у цьому процесі не грає.

Розбрід і хитання

У 1997 році відомий фізик і космолог Макс Тегмарк опитав 48 учасників конференції «Фундаментальні проблеми в квантовій теорії», щоб з'ясувати, яка інтерпретація цієї теорії здається їм кращою. Незважаючи на те, що опитування мало загалом неформальний характер, Тегмарк виявив, що багатосвітова інтерпретація квантової механіки поступилася копенгагенською, але не надто (13 голосів проти восьми). Це досить несподіваний результат, зважаючи на те, що свого часу, як говорилося вище, автор теорії багатосвітової інтерпретації Еверетт був змушений піти з науки.

Тепер одразу три фізики з Австрії та США повторили опитування Тегмарка. Місцем його проведення було обрано конференцію «Квантова механіка та природа реальності», яка проходила в липні 2011 року в Австрії. Кожному учаснику з'їзду пропонувалося вибрати із запропонованих відповіді до 16 питань. Самі дослідники визнають, що, як і опитування Тегмарка, їхнє дослідження мало не надто формальний характер. Вченим, наприклад, дозволялося давати одне питання кілька відповідей. Окрім цього у дослідженні взяли участь 33 особи – тобто на 15 менше, ніж у попередньому опитуванні.

Виявилося, що 64 відсотки опитаних упевнені: випадковість – це фундаментальна властивість природи. При цьому 48 відсотків заявили, що до вимірювання якості об'єкта не визначено. Це основні положення саме копенгагенської інтерпретації. Що ж до проблеми виміру - видимого і незворотного колапсу хвильової функції - то думки дуже сильно розділилися. Виявилося, що 27 відсотків опитаних вважають її псевдопроблемою (тобто математичним артефактом), ще 15 відсотків вважають, що поняття декогеренції знімає питання про виміри, 39 відсотків думають, що цю проблему вирішено, і 24 відсотки - що ця проблема становить серйозну труднощі у квантовій. картини світу. У сумі виходить більше 100 відсотків, але саме тому, що можна було давати більше одного варіанта відповіді, а відсотки вважалися як відношення кількості відповідей до кількості учасників, помножену на 100.

Найцікавішими були відповіді на питання про квантову інформацію - виявилося, що 76 відсотків опитаних вважають ідею квантової інформації «ковтком свіжого повітря» для основ квантової механіки. Досить незвичайне зрушення для фізиків, відомих своїм пропаленим матеріалізмом. Ще фізики запитували, коли з'явиться квантовий комп'ютер, і 42 відсотки опитаних заявили, що це відбудеться через 10-25 років.

Що стосується найголовнішого питання: «який інтерпретації дотримуєтеся ви?» - то тут результати були такими. Виявилося, що 42 відсотки підтримують копенгагенську інтерпретацію, 24 відсотки – теорію квантової інформації та лише 18 – багатосвітову інтерпретацію квантової механіки. Ще 9 відсотків дотримуються інтерпретації Пенроуза щодо об'єктивності колапсу хвильової функції.

Замість ув'язнення

Тут, звичайно, слід зробити висновок про несподіване зміцнення позицій класики, яке, судячи з усього, викликане поступовим спадом інтересу до багатосвітової інтерпретації. Також можна було б відзначити популярність квантової інформації, яка, зрозуміло найближчим часом тільки зростатиме - адже багато хто називає цей підхід перспективним.

Робити ці висновки, проте, безглуздо. Схоже, такої ж думки дотримуються і самі вчені - на запитання «Чи через 50 років проводитимуться конференції з основ квантової механіки?» 48 відсотків опитаних відповіли «так» і ще 24 – «хто знає». Справді, хто його знає?

Копенгагенська інтерпретація квантової теорії далеко забрала фізиків від простих матеріалістичних поглядів, що панують у природознавстві XIX століття. Так як ці погляди були не тільки найтіснішим чином пов'язані з природознавством того часу, але й дуже докладно проаналізовані в деяких філософських системах і завдяки цьому дуже глибоко проникли в саме мислення людства, то цілком зрозуміло, що було зроблено багато спроб зазнати копенгагенської інтерпретації критики і замінити її іншою, більш відповідною уявленням класичної фізики та матеріалістичної філософії.

Ці спроби робляться з позицій, які можна поділити на три різні групи. Представники першої групи хоч і приймають повністю копенгагенську інтерпретацію експериментів, принаймні оскільки це стосується експериментів, проведених до теперішнього часу, але не задоволені мовою, що використовується при цьому, тобто лежить в основі її філософією, і замінюють її іншою. Іншими словами; вони намагаються змінити філософію, не змінюючи у своїй фізики. У деяких роботах представників цієї першої групи згода з копенгагенською інтерпретацією обмежується експериментальними передбаченнями цієї інтерпретації щодо всіх експериментів, які були досі проведені або які лише стосуються звичайної фізики електронів.

Представники другої групи ясно уявляють собі, що копенгагенська інтерпретація є єдино прийнятним тлумаченням, якщо експериментальні дані справді усюди узгоджуються з прогнозами цієї інтерпретації. Тому у роботах цієї групи робляться спроби у певних критичних пунктах змінити квантову теорію. Нарешті, представники третьої групи просто висловлюють свою загальну незадоволеність квантовою теорією, не висуваючи у своїй певних контрпредложений, чи то вони фізичного чи філософського характеру. До представників цієї групи можна віднести Ейнштейна, Лауе та Шредінгера. Історично заперечення проти копенгагенської інтерпретації висувалися насамперед цією групою.

Усі опоненти квантової теорії єдині, проте, у одному пункті. Було б бажано, на їхню думку, повернутися до уявлення про реальність, властивого класичній фізиці, або, говорячи більш загальною філософською мовою, до онтології матеріалізму, тобто до уявлення про об'єктивний, реальний світ, дрібні частини якого існують настільки ж об'єктивним чином, що й каміння та дерева, незалежно від того, спостерігаємо ми їх чи ні.

Але, як роз'яснено в одному з попередніх розділів, це неможливо або, у всякому разі, внаслідок природи атомних явищ, можливо, не повністю. Нашим завданням не може бути висловлювання побажань щодо того, якими мають бути, власне, атомні явища. Нашим завданням може бути лише розуміння їх.

Коли розбирають роботи представників першої групи, то важливо з самого початку мати на увазі, що тлумачення, що містяться в цих роботах, не можуть бути спростовані експериментом, оскільки вони тільки повторюють копенгагенську інтерпретацію іншою мовою. З строго позитивістської точки зору можна було б навіть сказати, що тут ми маємо справу зовсім не з контрпропозиціями, висунутими проти копенгагенської інтерпретації, а з їх точним повторенням іншою мовою. Тому можна лише сперечатися про доцільність цієї мови. Ця група контрпропозицій використовує ідею прихованих параметрів. Так як закони квантової теорії пророкують результати експерименту, взагалі кажучи, лише статистично, то, ґрунтуючись на класичній точці зору, можна було б припустити, що існують приховані параметри, які, будучи не спостерігаються в будь-якому звичайному експерименті, насправді визначають результат експерименту, як це завжди вважалося раніше відповідно до принципу причинності. Тому в деяких роботах була спроба винайти такі параметри всередині рамок квантової механіки.

У цьому плані висунув, наприклад, свої контрпропозиції проти копенгагенської інтерпретації Бом, ідеї якого нещодавно були певною мірою підтримані де Бройлем 10 . Інтерпретація Бома розроблена до деталей. Тому вона може бути основою обговорення. Бом розглядає частки як об'єктивно існуючі структури, подібно до матеріальних точок класичної механіки. Хвилі в конфігураційному просторі є в його інтерпретації також «об'єктивно існуючими», подібно до електричних полів. Щоправда, конфігураційний простір є простір багатьох вимірювань, які стосуються різних координат всіх належних систем частинок. У зв'язку з цим виникає перша проблема: що мають на увазі, коли називають хвилі в конфігураційному просторі «реально існуючими»? Конфігураційний простір є дуже абстрактним простором. Слово «реальне» походить від латинського слова «res» і означає «предмет», «річ». Але речі існують у звичайному, тривимірному, а чи не в абстрактному конфігураційному просторі. Розгляд хвиль у конфігураційному просторі як об'єктивних мало виправдання лише тому випадку, якби ми цим розглядом хотіли сказати, що це хвилі залежить від наблюдателя. Але все ж таки їх навряд чи можна назвати справді існуючими, або реальними, якщо ми тільки не хочемо довільно змінювати значення слів. Бом визначає потім лінії, що перетинають поверхні постійної фази під прямим кутом, як можливі траєкторії частинок. Яка з цих ліній виявиться дійсною траєкторією частинки, залежить, на думку Бора, від історії системи та властивостей вимірювального приладу, і вирішити це питання, не знаючи про систему та вимірювальний прилад більше того, що фактично може бути відомо, не можна. Ця історія (системи та приладу) фактично містить у такому разі «приховані параметри», а саме реальну траєкторію електрона до того, як експеримент розпочався.

Одним із наслідків цієї інтерпретації, як підкреслив Паулі, є те, що електрони багатьох атомів у стаціонарному стані мають спочивати, що вони, отже, не повинні здійснювати жодних рухів по орбітах навколо атомного ядра. Це здається здавалося б суперечить експерименту, оскільки виміру швидкостей електронів переважно стані (наприклад, з допомогою Комптон-эффекта) завжди дають у результаті деякий розподіл електронів основного стану за швидкостями, яке відповідно до правил квантової механіки дається квадратом хвильової функції у просторі швидкостей (імпульсів). У цьому випадку Бом може відповісти, що вимір не підлягає більше розгляду на підставі колишніх законів. Тому хоча при звичайній оцінці результату вимірювання як розподіл за швидкостями виходитиме квадрат хвильової функції в просторі швидкостей (імпульсів), але якщо при розгляді вимірювальної апаратури брати до уваги квантову теорію і особливо введені квантово-механічні потенціали Бором ad hoc, то висновок - в Насправді електрони в стаціонарному стані завжди спочивають - був би все-таки припустимий. Цьому відповідає той факт, що введені Бором у зв'язку з цим квантові потенціали мають дуже дивні властивості; наприклад, вони відмінні від нуля на будь-якій скільки завгодно великій відстані. Такою ціною Бом сподівається отримати можливість стверджувати: "Для нас немає необхідності відмовлятися в галузі квантової теорії від точного, раціонального та об'єктивного опису індивідуальних систем". Але такий об'єктивний опис викриває себе при цьому як різновид ідеологічної надбудови, лише дуже мало пов'язаної з безпосередньою фізичною реальністю. Бо приховані параметри в інтерпретації Бора такі, що вони ніколи не можуть зустрітися в описі реальних процесів, оскільки квантова теорія залишається незмінною.

Щоб уникнути цієї проблеми, Бор висловив сподівання, що у майбутніх експериментах (наприклад, на відстанях, менших 10 –13 див) приховані параметри все-таки матимуть фізичний сенс і цим квантова теорія може бути хибною. Бор щодо висловлювання таких надій зазвичай говорить, що за структурою вони подібні приблизно до такого твердження: «Можна сподіватися, що згодом виявиться, що в деяких випадках 2 X 2 = 5, бо це було б вигідно для наших фінансів». Насправді виконання надій Бора позбавило б грунту як квантову механіку, а цим і інтерпретацію Бора. Звичайно, в той же час необхідно підкреслити, що наведена аналогія, хоча вона і представляється повною, не є з точки зору логіки чарівним аргументом проти можливого майбутнього зміни квантової теорії в напрямі, що пропонується Бором. Бо в принципі можна собі уявити, що, наприклад, подальший розвиток математичної логіки може надати певний сенс твердженню, що у виняткових випадках 2X2 може дорівнювати 5 і що в такому випадку ця узагальнена математика, можливо, навіть буде використовуватися для обчислень в галузі економіки. І все ж таки на підставі фактів, не вдаючись навіть до переконливих логічних аргументів, ми переконані, що такі зміни в математиці нічим не зможуть допомогти нашим фінансам. Тому незрозуміло і те, як можуть бути застосовані для опису фізичних явищ ті математичні ідеї, на які Бом вказує на можливе здійснення своїх надій.

Якщо відволіктися від цієї можливої ​​зміни квантової теорії, то мова Бома, як уже зазначалося, не говорить щодо фізики нічого іншого, ніж мова копенгагенської інтерпретації. У такому разі залишається лише питання про доцільність цієї мови. Поряд з тим, що ми вже зазначали про траєкторії частинок, коли розглядали ці міркування як непотрібну ідеологічну надбудову, слід зазначити, що мова Бома руйнує властиву квантової теорії симетрію координат і швидкостей, чи, точніше кажучи, координат та імпульсів. Так як властивості симетрії завжди мають відношення до найпотаємнішої фізичної сутності теорії, то залишається незрозумілим, що ми виграємо від усунення їх у відповідній мові.

Подібне ж заперечення в дещо іншій формі можна привести і проти статистичної інтерпретації Боппа і дещо відмінної від неї інтерпретації Феньєша. Бопп приймає як основний квантово-механічний процес виникнення і знищення частинок, які є реальними в класичному сенсі слова, а саме в сенсі матеріалістичної онтології, і закони квантової механіки розглядаються як особливий випадок кореляційної статистики, яка тут застосовується до процесів виникнення та породження частинок. Така інтерпретація може бути проведена, як показав Бопп, без суперечностей, і вона проливає світло на цікаві зв'язки між квантовою теорією та кореляційною статистикою. З фізичної точки зору вона веде до тих самих висновків, що і копенгагенська інтерпретація. У позитивістському сенсі вона, отже, знову ж таки ізоморфна цієї інтерпретації, так само як і інтерпретація Бома. Однак у її мові порушується симетрія хвиль і частинок, зазвичай особливо характерною рисою математичної схеми квантової теорії. Вже 1928 р. Йордан, Клейн і Вигнер показали, що ця математична схема то, можливо витлумачена як як квантування руху частинок, а й як квантування тривимірних матеріальних хвиль. Отже, підстави вважати хвилі матерії менш реальними, ніж частинки. Симетрія хвиль і частинок могла б в інтерпретації Боппа зберегтися, мабуть, у тому випадку, якби відповідна кореляційна статистика була розвинена й у застосуванні до матеріальних хвиль у просторі та часі і якби, таким чином, можна було залишити відкритим питання про те, частинки чи хвилі слід вважати справжньою реальністю.

Припущення реальному сенсі матеріалістичної онтології існування частинок завжди необхідно веде до спроб вважати, що у крайньому разі можливі відхилення від співвідношення невизначеностей. Наприклад, Феньеш стверджує, що існування співвідношення невизначеностей, яке він також пов'язує з певними статистичними співвідношеннями, аж ніяк не виключає можливість одночасного і скільки завгодно точного виміру координат і швидкості. Однак Феньєш не вказує, як такі виміри повинні практично виглядати, і тому його міркування, мабуть, залишаються абстрактно-математичними.

Вейцель, пропозиції якого споріднені з пропозиціями Бома і Феньєша, пов'язує приховані параметри, що шукаються, з новим, придуманим ad hoc сортом частинок, зеронами, які ніяким способом неможливо спостерігати. Уявлення такого роду таїть у собі небезпеку, що взаємодія реальних частинок із зеронами призведе до розсіювання енергії за велику кількість ступенів свободи поля зеронів, отже вся термодинаміка перетвориться на хаос. Вейцель не пояснив, як зможе подолати цю небезпеку.

Точку зору, з якої виходили у критиці копенгагенської інтерпретації всі групи розглянутих досі фізиків, ймовірно, можна найкраще охарактеризувати, якщо згадати дискусію, присвячену спеціальній теорії відносності. Ті, хто не був задоволений усуненням Ейнштейном абсолютного простору та абсолютного часу, могли аргументувати приблизно так. Спеціальна теорія відносності аж ніяк не довела, що не існує абсолютного простору та абсолютного часу. Вона лише показала, що справжній простір і час у всіх звичайних експериментах себе не проявляють. Але якщо правильно врахувати відповідні закони природи і таким чином ввести для рухомих систем координат правильні часи, що здаються, то ніщо не буде говорити проти припущення про абсолютний простір. Було б навіть правдоподібно припустити, що центр тяжкості нашої Галактики (принаймні приблизно) лежить в абсолютному просторі. Критик спеціальної теорії відносності міг ще додати, що можна сподіватися, що у майбутньому виміри зроблять визначення абсолютного простору, так би мовити «прихованого параметра» теорії відносності, і тим самим теорія відносності буде спростована.

Цю аргументацію не можна, як це відразу видно, спростувати експериментально, тому що при цьому не робиться жодних тверджень, що відрізняються від тверджень спеціальної теорії відносності. Але така інтерпретація теорії відносності порушувала б, принаймні на мові, що застосовується, якраз найважливіша властивість симетрії теорії відносності, а саме інваріантність щодо перетворень Лоренца, і тому її слід вважати неприйнятною.

Аналогія обговорень спеціальної теорії відносності з обговореннями квантової теорії очевидна. Закони квантової механіки такі, що введені приховані параметри ad hoc ніколи не можна буде спостерігати. Крім того, найважливіші властивості симетрії були б порушені, якби ми ввели в інтерпретацію теорії приховані параметри як фіктивні величини.

Заперечення, які містяться у роботах Блохінцева та Олександрова, за самою постановкою досить відмінні від обговорених вище. Ці заперечення від початку обмежуються виключно філософською стороною питання. У фізичному плані Блохінцев та Олександров без жодних застережень погоджуються з копенгагенською інтерпретацією. Тим паче різкими виявляються зовнішні форми полеміки: «Серед найрізноманітніших ідеалістичних напрямів у сучасній фізиці так звана «копенгагенська школа» – найбільш реакційна. Викриттю ідеалістичних та агностичних спекуляцій цієї школи навколо корінних проблем квантової механіки та присвячена дана стаття», – пише Блохінцев у вступі до однієї зі своїх статей. Різкість полеміки показує, що тут йдеться не лише про науку, а й про вірування. Мета критики висловлена ​​на закінчення статті цитатою з твору Леніна: «Як не дивно з погляду «здорового глузду» перетворення невагомого ефіру на вагому матерію і назад, як не «дивно» відсутність у електрона будь-якої іншої маси, крім електромагнітної, як не дивно обмеження механічних законів руху однією лише областю явищ природи та підпорядкування їх глибшим законам електромагнітних явищ і т. д. – все це лише зайве підтвердженнядіалектичного матеріалізму». Хоча передумови робіт Блохінцева і Александрова лежать поза природознавства, все ж таки обговорення їх аргументів дуже повчальне.

У разі головне завдання полягає у порятунку матеріалістичної онтології, тому атакам піддається передусім запровадження інтерпретацію квантової теорії спостерігача. Александров пише: «Тому під результатом виміру в квантової механіки треба розуміти об'єктивний ефект взаємодії електрона з відповідним об'єктом. Розмови про спостерігачі потрібно виключити і мати справу з об'єктивними умовами та об'єктивними ефектами, фізична величина є об'єктивною характеристикою явища, а не результатом спостереження». Хвильова функція характеризує, згідно з Олександровим, об'єктивний стан електрона.

У своєму викладі Олександров упускає, що взаємодія системи з вимірювальним приладом у тому випадку, коли прилад і система вважаються ізольованими від решти світу і в цілому розглядаються відповідно до квантової механіки, як правило, не веде до певного результату (наприклад, до почорніння фотопластинки в певної точки). Коли проти цих висновків висувають твердження: «Але насправді платівка після взаємодії почорніла в певному місці», то тим самим від квантово-механічного розгляду ізольованої системи, що складається з електрона і платівки, відмовляються. У цьому полягає фактичний характер події, яка може бути описана за допомогою понять повсякденного життя, у математичному формалізмі квантової теорії безпосередньо не міститься і до копенгагенської інтерпретації входить завдяки введенню уявлення про спостерігача. Звичайно, не слід розуміти запровадження спостерігача неправильно, в сенсі внесення до опису природи якихось суб'єктивних рис. Спостерігач виконує швидше функції реєструючого «пристрою», тобто реєструє процеси у просторі та часі; причому справа не в тому, чи є спостерігач апаратом чи живою істотою; але реєстрація, тобто перехід від можливого до дійсного, у разі, безумовно, необхідна і може бути виключена з інтерпретації квантової теорії. У цьому пункті квантова теорія тісно пов'язана з термодинамікою, оскільки всякий акт спостереження по всій своїй природі є незворотним процесом. Тільки за допомогою таких незворотних процесів формалізм квантової теорії може бути несуперечливим чином пов'язаний із дійсними процесами у просторі та часі. З іншого боку, незворотність, якщо її знову перекласти на мову математичного зображення подій, є наслідком неповноти знань, які спостерігач має про систему, і тому не є чимось цілком об'єктивним.

Формулювання Блохінцева дещо інші, ніж Александрова. «У квантовій механіці стан частки характеризується справді не «сам собою», а приналежністю частки тому чи іншому ансамблю (змішаному чи чистому). Ця приналежність має цілком об'єктивний характері і залежить від відомостей спостерігача». Такі формулювання відводять насправді дуже далеко (навіть занадто далеко) від онтології матеріалізму. Справа в тому, що, наприклад, у класичній термодинаміці становище інше. При визначенні температури системи спостерігач має на увазі, що система є лише одним зразком, вибраним з канонічного ансамблю, і він, отже, може вважати, що система, очевидно, має різні енергії. Проте насправді система має у класичній фізиці у певний час лише певне значення енергії, й інші значення не реалізуються. Спостерігач, отже, впаде в помилку, якщо вважатиме за можливе, що в даний момент існує інше значення енергії. Звідси канонічний ансамбль містить висловлювання як про саму систему, а й неповноті відомостей спостерігача про систему. Коли Блохінцев намагається в квантової теорії вважати належність системи до ансамблю чимось цілком об'єктивним, він вживає слово «об'єктивний» у сенсі, що відрізняється від вживання його в класичній фізиці, бо в ній ця приналежність означає, як уже було зазначено, висловлювання не тільки про системі, а й про ступінь знання системи спостерігачем. При розгляді квантової теорії необхідно коротко згадати про один виняток. Якщо ансамбль характеризується в квантової теорії лише єдиною хвильовою функцією в конфігураційному просторі (а не як звичайно – статистичною матрицею), то створюється особлива ситуація (так званий «чистий випадок»), в якому опис може бути названий у певному сенсі об'єктивним і в якому елемент неповного знання безпосередньо не виявляється. Але оскільки всяке вимір (через пов'язані з ним незворотних процесів) знову вводить потім елемент неповного знання, те й ситуація «чистого випадку» все-таки не відрізняється принципово від іншого, раніше обговореного більш загального випадку.

З усього розглянутого вище передусім видно, як важко втиснути нові ідеї в стару систему понять попередньої філософії, або, вживаючи старовинний вираз, як важко наповнити новим вином старе хутро. Такі спроби завжди неприємні, тому що змушують знову і знову займатися латанням неминучих дір у старих хутрах, замість насолоджуватися новим вином. З погляду здорового глузду не можна очікувати, що мислителі, які створили діалектичний матеріалізм понад сто років тому, могли передбачати розвиток квантової теорії. Їхні уявлення про матерію та реальність не можуть бути пристосовані до результатів нашої сьогоднішньої витонченої експериментальної техніки.

Тут, мабуть, слід зробити додатково кілька зауважень щодо позиції дослідника природи щодо певного світогляду. При цьому байдуже, про релігійний чи політичний світогляд йдеться. Принципова відмінність релігійного і політичного світоглядів, що полягає в тому, що останнє має відношення до безпосередньої матеріальної реальності світу навколо нас, тоді як перше має об'єктом іншу реальність, що лежить по той бік матеріального світу, у цій постановці проблеми несуттєво. Тут слід обговорити проблему самої віри. З того, що було досі сказано, виходить, що вчений ніколи не повинен покладатися на якесь єдине вчення, ніколи не повинен обмежувати методи свого мислення однією-єдиною філософією. Вчений має бути готовий до того, що завдяки новим експериментальним даним можуть бути змінені й основи його знання. Але ця вимога з двох міркувань знову була б занадто велике спрощення нашого становища в житті.

Перше міркування полягає в тому, що весь образ нашого мислення формується в нашій юності, завдяки тим ідеям, з якими ми в цей час стикаємося, або тому, що ми вступаємо в контакт з видатними особистостями, у яких ми вчимося. Цей спосіб мислення надаватиме вирішальний вплив на всю нашу подальшу роботу, і внаслідок цього цілком можливі труднощі в процесі пристосування до інших ідей і систем мислення. Друге міркування полягає в тому, що ми завжди належимо якомусь суспільству чи спільності. Цю спільність пов'язують воєдино спільні ідеї, загальний критерій моральних цінностей або спільну мову, якою говорять про загальні проблеми життя. Ці спільні ідеї можуть підтримуватися авторитетом церкви, партії чи держави, і навіть якщо це не буде, все одно дуже важко відійти від загальноприйнятих ідей, не протиставляючи себе суспільству. Але результати наукових роздумів можуть суперечити деяким із загальноприйнятих ідей. Без сумніву, було б нерозумно вимагати, щоб вчений взагалі не був лояльним членом суспільства, щоб він принципово відмовився від усіх благ, які можна отримати, належать колективу, і було б так само нерозумно бажати, щоб спільні ідеї колективу чи суспільства, які з науковою точки зору завжди необхідно є спрощенням, слід змінювати відразу ж після чергового успіху наукового пізнання, що ці спільні ідеї повинні бути, отже, такими ж мінливими, як і наукові теорії. Тому і в наш час ми знову приходимо до старої проблеми двоїстості істини, яка неодноразово виникала в історії християнської релігії в епоху пізнього середньовіччя. У той час з'явилося дуже спірне вчення про те, що позитивна релігія незалежно від того, яку форму вона може набути, є для величезної більшості людей потребою, тоді як вчений шукає власне істину з того боку релігії і може знайти її тільки там.

Наука є езотеричним вченням, – так було сказано, – вона призначена лише небагатьом. В наш час функції позитивної релігії в деяких країнах взяли на себе політичні вчення та громадські організації, але проблема по суті залишилася тією ж. Першою вимогою щодо вченого повинна завжди залишатися вимога інтелектуальної чесності, тоді як суспільство часто проситиме вченого, внаслідок мінливості науки, почекати принаймні кілька десятиліть, перш ніж публічно висловлювати свою думку, що розходиться з загальноприйнятою. Простого вирішення цієї проблеми – якщо однієї терпимості недостатньо, – мабуть, немає. Але, мабуть, можна знаходити деяку втіху в тому факті, що тут йдеться, безсумнівно, про досить стару проблему, яка стосується життя людини за всіх часів.

Тепер знову повернемося до контрпропозицій копенгагенської інтерпретації квантової теорії та розглянемо при цьому контрпропозиції представників другої групи. У цих контрпропозиціях спроба побудови іншої філософської інтерпретації пов'язана навіть із прагненням змінити квантову теорію. Добросовісна спроба в цьому напрямку зроблено Яноші, який усвідомив, що припущення про сувору справедливість квантової механіки змушує нас відійти від уявлень про реальність класичної фізики. Він тому намагається так змінити квантову механіку, щоб багато її результатів залишалися чинними, але її структура наближалася до структури класичної фізики. Напрямком своєї атаки він обрав так звану редукцію хвильового пакета, тобто той факт, що хвилева функція, що описує систему, в момент, коли спостерігачеві стає відомим результат спостереження, змінюється стрибком. Яноші констатує, що цю редукцію не можна вивести з рівняння Шредінгера, і вважає, що звідси можна зробити висновок про наявність непослідовності «ортодоксальної» інтерпретації. Як відомо, редукція хвильового пакета з'являється в копенгагенській інтерпретації завжди в тих випадках (мовою формалізму – завжди для «статистичної суміші» станів), коли завершується перехід від можливого до дійсного, тобто коли дійсне вибирається з можливого, що, згідно з звичайним описом, робить спостерігач. В основі цього лежить припущення, що інтерференційні члени частково погашаються внаслідок неконтрольованих взаємодій вимірювального приладу із системою та рештою світу (мовою формалізму – взаємодія «приготує» суміш). Яноші намагається в цьому пункті, вводячи згасання, так змінити квантову механіку, щоб інтерференційні члени після закінчення кінцевого часу зникали самі собою. Навіть якби це відповідало дійсності, - а всі проведені дотепер експерименти не дають для цього жодних підстав, - то при такій інтерпретації, як зазначає сам Яноші, залишився б ще ряд небажаних наслідків (наприклад, хвилі, що поширюються швидше за швидкість світла, зміна часової послідовності причини і наслідки для спостерігача, що рухається, тобто виділення певних систем відліку і т. д.). Тому ми навряд чи погодимося пожертвувати простотою квантової теорії заради такого роду уявлень, поки нас не примусить до цього експеримент.

Серед інших опонентів «ортодоксальної» інтерпретації квантової теорії Шредінгер займає у певному сенсі виняткову позицію, оскільки він хотів би приписувати об'єктивну реальність не часткам, а хвилі і не згоден інтерпретувати хвилі лише як хвилі ймовірності. У своїй роботі «Чи існують квантові стрибки?» він намагається взагалі відкинути квантові стрибки. Але у роботі Шредінгера насамперед міститься деяке нерозуміння звичайної інтерпретації. Він упускає з уваги, що хвилями ймовірності у звичайній інтерпретації є лише хвилі у конфігураційному просторі – те, що мовою математики можна назвати матрицями перетворення, – а чи не тривимірні хвилі матерії чи випромінювання. Останні об'єктивно реальні настільки ж великий і настільки ж малою мірою, що й частки, хоча вони безпосередньо не мають відношення до хвиль ймовірності, але мають, подібно максвелловскому полю, безперервної щільністю енергії та імпульсу. Звичайно, Шредінгер правильно підкреслює, що ці процеси можна вважати безперервнішими, ніж це робиться в більшості випадків. Однак Шредінгер не може цим усунути зі світу елемент перервності, який в атомній фізиці виявляється всюди, наприклад, дуже наочно – на сцинтиляційному екрані. У звичайній інтерпретації квантової теорії цей елемент міститься у переході від можливого до дійсного. Сам Шредінгер не робить жодних контрпропозицій щодо того, як він уявляє собі, наприклад, запровадження скрізь спостережуваного елемента перервності інакше, ніж це робиться у звичайній інтерпретації.

Нарешті, критика, яка міститься в різних роботах Ейнштейна, Лауе та інших, зосереджується навколо питання, чи дає копенгагенська інтерпретація можливість однозначного, об'єктивного опису фізичних фактів. Її найважливіші аргументи можуть бути виражені приблизно в наступній формі. Математична схема квантової теорії здається цілком достатнім описом статистики атомних явищ. Але, навіть якщо її твердження щодо ймовірностей атомних процесів цілком правильні, ця інтерпретація все ж таки не дає жодного опису того, що відбувається насправді, незалежно від спостережень або між нашими спостереженнями. Адже щось має, однак, відбуватися – у цьому ми можемо не сумніватися. Це «щось», можливо, і не можна описати за допомогою понять електрона, або хвилі, або світлового кванта, але, оскільки воно не описується якимось чином, завдання фізики ще не виконане. Не можна припустити, що квантова фізика належить лише до акту спостереження. Фізик повинен припускати у своїй науці, що він вивчає світ, який створив не він сам і який існував би також і без нього і здебільшого таким самим. Тому копенгагенська інтерпретація не дає жодного дійсного розуміння атомних процесів.

Легко бачити, що ця критика вимагає просто повернення старої матеріалістичної онтології. Що можна відповісти на цю критику з точки зору копенгагенської інтерпретації?

Можна сміливо сказати, що фізика є частиною природознавства й у ролі повинна прагнути до опису і розуміння природи. Проте розуміння будь-якого роду, чи воно науковим чи ні, залежить від нашої мови, від того, що ми можемо передавати наші думки. Будь-який опис явищ, дослідів та його результатів також грунтується мовою як у єдиному засобі розуміння. Слова цієї мови висловлюють поняття повсякденного життя, які у науковій мові фізики можна уточнити до понять класичної фізики. Ці поняття є єдиним засобом однозначної передачі повідомлень про процеси, розташування приладів у дослідах та їх результатах. Тому коли фізика-атомника просять дати опис того, що реально відбувається в його дослідах, то слова «опис», «реальність» і «відбувається» можуть належати лише до понять повсякденного життя чи класичної фізики. Як тільки фізик спробував відмовитися від цієї бази, він втратив би можливість однозначно пояснюватися і не зміг би розвивати свою науку далі. Тому будь-яке висловлювання у тому, що насправді відбувається чи сталося, є висловлюванням, що використовує поняття класичної фізики. Воно за своєю природою внаслідок законів термодинаміки і співвідношення невизначеностей виявляється неповним щодо тих деталей атомних процесів, про які у разі йдеться. Вимога, що слід описувати і те, що в квантово-механічному процесі відбувається в проміжку між двома наступними один за одним спостереженнями, є contradictio in adjecto, тому що слово «описувати» має відношення тільки до застосування класичних понять, тоді як ці поняття не можуть бути застосовані у проміжках між двома спостереженнями. Вони можуть застосовуватися лише у момент спостереження.

Необхідно також наголосити, що копенгагенська інтерпретація квантової теорії аж ніяк не є позитивістською. У той час як позитивізм виходить із чуттєвих сприйняттів елементів буття, копенгагенська інтерпретація розглядає описувані в класичних поняттях об'єкти та процеси, тобто фактичне, як основа будь-якого фізичного пояснення. Водночас визнається також, що статистичність природи законів мікрофізики усунена не може, оскільки будь-яке знання «фактичного» з квантово-механічних законів природи є знанням неповним.

Онтологія матеріалізму ґрунтувалася на ілюзії, що в атомну область можна екстраполювати спосіб існування, безпосередньо це навколишнього світу. Але ця екстраполяція неможлива.

Можна було б додати ще деякі зауваження щодо формальної структури контрпропозицій щодо копенгагенської інтерпретації. Усі висунуті досі контрпропозиції щодо копенгагенської інтерпретації змушують жертвувати суттєвими властивостями симетрії квантової теорії. Тому цілком можна припустити, що копенгагенська інтерпретація є необхідною, якщо ці властивості симетрії, подібно до властивості інваріантності щодо перетворень Лоренца, вважати суттєвими властивостями природи. На користь цього говорять і всі проведені експерименти.

· Досвід Поппера · Досвід Штерна - Герлаха · Досвід Юнга · Перевірка нерівностей Белла · Фотоефект · Ефект Комптона

Копенгагенська інтерпретація- Інтерпретація (тлумачення) квантової механіки, яку сформулювали Нільс Бор і Вернер Гейзенберг під час спільної роботи в Копенгагені близько 1927 року. Бор і Гейзенберг удосконалили ймовірнісну інтерпретацію хвильової функції, дану М. Борном, і спробували відповісти на низку питань, що виникають внаслідок властивого квантової механіки корпускулярно-хвильового дуалізму, зокрема на питання про вимір.

Основні ідеї копенгагенської інтерпретації

Фізичний світ складається з квантових (малих) об'єктів та класичних вимірювальних приладів.

Квантова механіка є статистичною теорією, внаслідок того, що вимір початкових умов мікрооб'єкта змінює його стан і призводить до імовірнісномуопис вихідного положення мікрооб'єкта, яке описується хвильовою функцією . Центральним поняттям квантової механіки є комплексна хвильова функція. Можна змінити хвильову функцію до нового вимірювання. Його очікуваний результат залежить ймовірно від хвильової функції. Фізично значущим є лише квадрат модуля хвильової функції, що означає можливість знаходження мікрооб'єкта, що вивчається, в деякому місці простору.

Закон причинності в квантової механіки виконується стосовно хвильової функції, зміна якої у часі повністю визначається її початковими умовами, а чи не стосовно координат і швидкостям частинок, як і класичної механіці. Внаслідок того, що фізичний сенс має лише квадрат модуля хвильової функції, початкові значення хвильової функції неможливо повністю знайти в принципі, що призводить до невизначеності знань про початковий стан квантової системи.

…співвідношення невизначеностей Гейзенберга…дають зв'язок (зворотну пропорційність) між неточностями допустимого в квантовій механіці фіксування тих кінематичних і динамічних змінних, якими в класичній механіці визначається стан фізичної системи.

Серйозною перевагою копенгагенської інтерпретації є те, що вона не використовує детальних висловлювань про безпосередньо фізично не спостерігаються величини і при мінімумі передумов, що використовуються, вибудовує систему понять, які вичерпним чином описують наявні на сьогодні експериментальні факти.

Сенс хвильової функції

Копенгагенська інтерпретація передбачає, що на хвильову функцію можуть впливати два процеси:

• унітарна еволюція відповідно до рівняння Шредінгера
• процес виміру

З приводу першого процесу немає розбіжностей ні в кого, а щодо другого є ряд різних інтерпретацій, навіть у межах самої копенгагенської інтерпретації. З одного боку, можна вважати, що хвильова функція є реальним фізичним об'єктом і що вона під час другого процесу зазнає колапсу; з іншого боку, можна вважати, що хвильова функція - лише допоміжний математичний інструмент (а не реальна сутність), єдине призначення якої - це давати нам змогу розраховувати ймовірності. Бор підкреслював, що єдине, що можна пророкувати - це результати фізичних дослідів, тому додаткові питання стосуються не науки, а філософії. Бор поділяв філософську концепцію позитивізму, яка вимагає, щоб наука говорила лише про реально виміряні речі.

Ілюструючи це, Ейнштейн писав Борну: « Я переконаний, що Бог не кидає кістки», - а також вигукував у розмові з Абрахамом Пайсом: « Ви й справді думаєте, що Місяць існує тільки коли ви на неї дивитеся?». Н. Бор відповідав йому: "Ейнштейн, не вказуйте Богу, що робити". Ервін Шредінгер придумав знаменитий уявний експеримент про кота Шредінгера, яким він хотів показати неповноту квантової механіки при переході від субатомних систем до макроскопічних.

Аналогічно викликає проблеми необхідний миттєвий колапс хвильової функції у всьому просторі. Теорія відносності Ейнштейна каже, що миттєвість, одночасність, має сенс лише спостерігачів, що у одній системі відліку - немає єдиного всім часу , тому миттєвий колапс теж залишається не визначений.

Поширеність серед науковців

Неофіційне опитування, зроблене 1997 року на симпозіумі під егідою UMBC (англ.)російська., показав, що Копенгагенська інтерпретація, що колись домінувала, підтримується менш ніж половиною учасників. Загалом голоси учасників опитування розподілилися так:

Альтернативи

Багато фізиків схиляються до так званої «ніякої» інтерпретації квантової механіки, ємно вираженої в афоризмі Девіда Мерміна: «Заткнися і вважай!» (ориг. англ. Shut up and calculate), часто (мабуть, помилково) приписується Річарду Фейнману або Полю Діраку.

Критикуючи подібний підхід, Е. М. Чудінов зауважив, що

У фахівця, що працює в галузі фізики, часто виникає ілюзія повної незалежності його наукової діяльності від філософії. Це відбувається внаслідок того, що він входить до вже готової будівлі наукової теорії з властивим їй стилем наукового мислення, і через стиль наукового мислення сприймає певні філософські принципи. Ці філософські передумови наукової теорії який завжди ясно усвідомлюються вченими, але від цього де вони перестають бути філософськими.

Натуралісти уявляють, що вони звільняються від філософії, коли ігнорують або лають її. Але так як вони без мислення не можуть рушити ні на крок, для мислення ж необхідні логічні категорії, а ці категорії вони некритично запозичають або зі звичайної загальної свідомості так званих освічених людей, над яким панують залишки давно померлих філософських систем, або з крихт прослуханих у обов'язковому порядку університетських курсів з філософії (які являють собою не тільки уривчасті погляди, а й мішанину з поглядів людей, що належать до найрізноманітніших і здебільшого до найгірших шкіл), або з некритичного і несистематичного читання різноманітних філософських творів, - то в в результаті вони все-таки опиняються у підпорядкуванні у філософії, але, на жаль, здебільшого найгіршої, і ті, хто найбільше лає філософію, є рабами якраз найгірших вульгаризованих залишків найгірших філософських навчань.

Див. також

Напишіть відгук про статтю "Копенгагенська інтерпретація"

Примітки

Джерела та використана література

1. Gribbin J. Q IS FOR QUANTUM: An Encyclopedia of Particle Physics. – 2000. – С. 4-8. - ISBN 978-0684863153.
2. Гейзенберг Ст.Розвиток інтерпретації квантової теорії // Нільс Бор та розвиток фізики / Зб. за ред. Паулі Ст.- М: ІЛ, 1958. - С. 23-45.
3. Гейзенберг Ст.Спогади про епоху розвитку квантової механіки / / Теоретична фізика 20 століття / Зб. за ред. Смородинського Я. А.- М: ІЛ, 1962. - С. 53-59.
4. , с. 19.
5. Бор Н.Дискусії з Ейнштейном про проблеми теорії пізнання в атомній фізиці // Атомна фізика та людське пізнання - М.: ІЛ, 1961. - стор 60
6. , с. 20.
7. Борн М.Статистична інтерпретація хвильової механіки // Атомна фізика - М.: Світ, 1965. - Стор. 172-178
8. Борн М.Статистична інтерпретація квантової механіки // Фізика у житті мого покоління - М.: ІЛ, 1963. - стор 301-315
9. Борн М.Атомна фізика - М.: Світ, 1965. - стор 125
10. , с. 226.
11. Бор Н.// Успіхи фізичних наук, № 1, 1959
12. , с. 225.
13. Ейнштейн А.Фізика та реальність // Відомості Верховної Ради, т. IV. - М., 1966. - стор 223
14. Tegmark M. (1997), "The Interpretation of Quantum Mechanics: Many Worlds or Many Words?", arΧiv :
15. N. David Mermin(Англ.) // Physics Today. – 2004. – Fasc. 5 . - P. 10 .
16. , с. 300.
17. * Енгельс Ф.Діалектика природи // Зібр. тв., вид. 2, т. 20. – М.: Політвидав, 1959. – 524 с.

Література

• Гейзенберг Ст.Фізика та філософія. Частина та ціле. – М.: Наука, 1989. – 400 с. - ISBN 5-02-012452-9.
• Чудінов Е. М.Теорія відносності та філософія. – М.: Політвидав, 1974. – 303 с.
• Проблеми фізики: класика та сучасність / за ред. Р. Тредера. – М.: Світ, 1982. – 328 с.

Уривок, що характеризує Копенгагенська інтерпретація

У недобудованому будинку на Варварці, внизу якого був питний будинок, чулися п'яні крики та пісні. На лавках біля столів у невеликій брудній кімнаті сиділо чоловік десять фабричних. Всі вони, п'яні, спітнілі, з каламутними очима, напружуючись і широко роззявляючи роти, співали якусь пісню. Вони співали нарізно, насилу, зусилля, очевидно, не для того, що їм хотілося співати, а для того, щоб довести, що вони п'яні і гуляють. Один з них, високий білявий хлопець у чистій синій чуйці, стояв над ними. Обличчя його з тонким прямим носом було б красиво, якби не тонкі, підібгані, безперестанку рухомі губи і каламутні і насуплені, нерухомі очі. Він стояв над тими, що співали, і, мабуть уявляючи собі щось, урочисто й незграбно розмахував над їхніми головами засученою по лікоть білою рукою, брудні пальці якої він неприродно намагався розчепірювати. Рукав його чуйки безупинно спускався, і малий старанно лівою рукою знову засукав його, ніби щось особливо важливе в тому, щоб ця біла жилиста махала рука була неодмінно гола. В середині пісні в сінях і на ґанку почулися крики бійки та удари. Високий хлопець махнув рукою.
– Шабаш! – крикнув він наказово. - Бійка, хлопці! - І він, не перестаючи засукувати рукав, вийшов на ґанок.
Фабричні пішли за ним. Фабричні, що пили в шинку цього ранку під проводом високого малого, принесли цілувальникові шкіри з фабрики, і за це їм було дано вино. Ковалі з сусідніх коваль, почувши гулянку в шинку і вважаючи, що шинок розбитий, силоміць хотіли увірватися в нього. На ганку почалася бійка.
Ціловальник у дверях бився з ковалем, і коли виходили фабричні, коваль відірвався від цілувальника і впав обличчям на бруківку.
Інший коваль рвався у двері, грудьми навалюючи на цілувальника.
Малий із засученим рукавом на ходу ще вдарив в обличчя коваля, що рвався у двері, і дико закричав:
- Хлопці! наших б'ють!
В цей час перший коваль підвівся з землі і, роздерши кров на розбитому обличчі, закричав голосом:
- Караул! Убили!.. Людину вбили! Братці!..
– Ой, батюшки, вбили до смерті, вбили людину! - Заверещала баба, що вийшла з сусідніх воріт. Натовп народу зібрався біля закривавленого коваля.
- Мало ти народ то грабував, сорочки знімав, - сказав чийсь голос, звертаючись до цілувальника, - що ж ти людину вбив? Розбійник!
Високий хлопець, стоячи на ганку, каламутними очима водив то на цілувальника, то на ковалів, ніби міркуючи, з ким тепер слід битися.
- Душогуб! - Раптом крикнув він на ціловильника. - В'яжи його, хлопці!
- Як же, зв'язав одного такого! - крикнув цілувальник, відмахнувшись від людей, що накинулися на нього, і, зірвавши з себе шапку, він кинув її на землю. Начебто дія ця мала якесь таємниче загрозливе значення, фабричні, що обступили цілувальника, зупинилися в нерішучості.
– Порядок я, брате, знаю дуже чудово. Я до приватного дійду. Ти думаєш, не дійду? Розбійничати то нонче нікому не велять! – прокричав цілувальник, піднімаючи шапку.
– І ходімо, бач ти! І ходімо... бач ти! - повторювали один за одним цілувальник і високий малий, і обидва разом рушили вперед вулицею. Закривавлений коваль ішов поруч із ними. Фабричні та сторонній народ з говіркою та криком йшли за ними.
Біля рогу Маросейки, проти великого з замкненими віконницями будинку, на якому була вивіска шевського майстра, стояли з похмурими обличчями чоловік двадцять шевців, худих, знесилених людей у ​​халатах і обірваних чуйках.
- Він народ розчитати як слід! - говорив худий майстровий з рідкою бородою і насупленими бровами. – А що ж, він нашу кров смоктав – та й квит. Він нас водив, водив – цілий тиждень. А тепер довів до останнього кінця, а сам поїхав.
Побачивши народ і закривавлену людину, що говорив майстровий замовк, і всі шевці з поспішною цікавістю приєдналися до натовпу, що рухався.
– Куди йде народ?
– Відомо куди, до начальства йде.
- Що ж, чи наша не взяла сила?
– А ти думав як! Дивись, що народ каже.
Чулися питання та відповіді. Ціловальник, скориставшись збільшенням натовпу, відстав від народу і повернувся до свого шинку.
Високий малий, не помічаючи зникнення свого ворога цілувальника, розмахуючи оголеною рукою, не переставав говорити, звертаючи на себе загальну увагу. На нього переважно жався народ, припускаючи від нього отримати дозвіл тих, що займали всіх питань.
- Він покажи порядок, закон покажи, на те начальство поставлене! Чи так я говорю, православні? – говорив високий хлопець, трохи помітно посміхаючись.
- Він думає, і начальства немає? Хіба ж без начальства можна? А то грабувати чи мало їх.
– Що пусте говорити! – відгукувалося у натовпі. - Як же, так і покинуть Москву те! Тобі на сміх сказали, а ти й повірив. Чи мало військ наших йде. То його й пустили! На те начальство. Он послухай, що народ то бає, - говорили, вказуючи на високого малого.
Біля стіни Китай міста інша невелика купка людей оточувала людину у фризовій шинелі, що тримає в руках папір.
- Указ, указ читають! Указ читають! - почулося в натовпі, і народ ринув до читця.
Людина у фризовій шинелі читала афішку від 31 серпня. Коли натовп оточив його, він ніби зніяковів, але на вимогу високого малого, що протіснився до нього, він з легким тремтінням у голосі почав читати афішку спочатку.
«Я завтра рано їду до найсвітлішого князя, – читав він (світлішому! – урочисто, посміхаючись ротом і хмурячи брови, повторив високий малий), – щоб з ним переговорити, діяти і допомагати військам винищувати лиходіїв; станемо і ми з них дух… – продовжував читець і зупинився („Бачив?“ – переможно прокричав малий. – Він тобі всю дистанцію розв'яже…»)… – викорінювати і цих гостей до біса відправляти; я приїду назад до обіду, і візьмемося за справу, зробимо, доробимо і лиходіїв зробимо».
Останні слова були прочитані читцем у досконалому мовчанні. Високий хлопець сумно опустив голову. Очевидно, що ніхто не зрозумів цих останніх слів. Особливо слова: "я приїду завтра до обіду", мабуть, навіть засмутили і читця і слухачів. Розуміння народу було налаштовано на високий лад, а це було надто просто та непотрібно зрозуміло; це було те саме, що кожен з них міг би сказати і тому не міг говорити указ, що виходить від вищої влади.
Усі стояли в похмурій мовчанці. Високий малий водив губами і хитався.
– У нього запитати б!.. Це сам і є?.. Як же, спитав!.. А то що ж… Він вкаже… – раптом почулося в задніх рядах натовпу, і загальна увага звернулася на дрожки поліцеймейстера, що виїжджали на площу. двома кінними драгунами.
Поліцеймейстер, який їздив цього ранку за наказом графа спалювати барки і, з нагоди цього доручення, виручив велику суму грошей, що знаходилася в нього в цю хвилину в кишені, побачивши натовп людей, що рушив до нього, наказав кучерові зупинитися.
– Що за народ? - крикнув він на людей, що розрізнено й боязко наближалися до тремтіння. – Що за народ? Я вас питаю? - повторив поліцеймейстер, який не отримував відповіді.
– Вони, ваше благородіє, – сказав наказний у фризовій шинелі, – вони, ваша високородність, за оголошенням найяскравішого графа, не шкодуючи живота, бажали послужити, а не те щоб бунт який, як сказано від найяскравішого графа…
- Граф не поїхав, він тут, і про вас буде розпорядження, - сказав поліцеймейстер. – Пішов! – сказав він кучерові. Натовп зупинився, сумуючи біля тих, які чули те, що сказало начальство, і дивлячись на дрожки, що від'їжджали.
Поліцеймейстер у цей час злякано озирнувся, що то сказав кучерові, і коні його поїхали швидше.
- Обман, хлопці! Веди до самого! - Крикнув голос високого малого. – Не пускай, хлопці! Пущай звіт подасть! Тримай! - Закричали голоси, і народ бігом кинувся за дрожками.
Натовп за поліцеймейстером з галасливою говіркою попрямував на Луб'янку.
- Що ж, панове та купці повихали, а ми за те й пропадаємо? Що ж, ми собаки, чи що! - чулося частіше в натовпі.

Увечері 1 вересня, після свого побачення з Кутузовим, граф Растопчин, засмучений і ображений тим, що його не запросили на військову раду, що Кутузов не звертав жодної уваги на його пропозицію взяти участь у захисті столиці, і здивований новим поглядом, що відкрився в таборі. , При якому питання про спокій столиці та про патріотичний її настрої виявлялося не тільки другорядним, але зовсім непотрібним і нікчемним, - засмучений, ображений і здивований усім цим, граф Растопчин повернувся до Москви. Повечерявши, граф, не роздягаючись, ліг на канапі і о першій годині був розбуджений кур'єром, який привіз йому листа від Кутузова. У листі говорилося, що оскільки війська відступають на Рязанську дорогу за Москву, то чи не завгодно графу вислати поліцейських чиновників для проведення військ через місто. Звістка це була новиною для Растопчина. Не тільки з вчорашнього побачення з Кутузовим на Поклонній горі, але і з самого Бородінської битви, коли генерали, які приїжджали до Москви, в один голос говорили, що не можна дати ще битви, і коли з дозволу графа щоночі вже вивозили казенне майно і жителі до половини. повиїхали, - граф Растопчин знав, що Москва буде залишена; проте звістка ця, повідомлена у формі простої записки з наказом від Кутузова і отримана вночі, під час першого сну, здивувала і дратувала графа.
Згодом, пояснюючи свою діяльність за цей час, граф Растопчин у своїх записках кілька разів писав, що у нього тоді було дві важливі мети: [[Зберегти спокій у Москві та випроводити з|із] її жителів.] Якщо допустити цю двояку мету, будь-яка дія Растопчина виявляється бездоганною.Для чого не вивезена московська святиня, зброя, патрони, порох, запаси хліба, для чого тисячі жителів обдурені тим, що Москву не здадуть, і зруйновані? Щоб дотриматися спокою в столиці, відповідає пояснення графа Растопчина.Для чого вивозилися стоси непотрібних паперів з присутніх місць і кулю Леппіха та інші предмети?— Для того, щоб залишити місто порожнім, відповідає пояснення графа Растопчина. народному спокою, і всяка дія стає виправданою.
Усі жахи терору ґрунтувалися лише на турботі про народний спокій.
На чому ж ґрунтувався страх графа Растопчина про народний спокій у Москві 1812 року? Яка причина була припускати у місті схильність до обурення? Жителі виїжджали, війська, відступаючи, наповнювали Москву. Чому мав би внаслідок цього бунтувати народ?
Не тільки в Москві, але в усій Росії при вступі ворога не сталося нічого схожого на обурення. 1-го, 2-го вересня понад десять тисяч людей залишалося в Москві, і, крім натовпу, що зібрався на дворі головнокомандувача і залученого ним самим, - нічого не було. Очевидно, що ще менше треба було очікувати хвилювання в народі, якби після Бородінської битви, коли залишення Москви стало очевидним, або, принаймні, ймовірно, якби тоді замість того, щоб хвилювати народ роздачею зброї та афішами, Растопчин вжив заходів до вивезення всієї святині, пороху, зарядів та грошей і прямо оголосив би народові, що місто лишається.
Розтопчин, палка, сангвінічна людина, що завжди оберталася у вищих колах адміністрації, хоча з патріотичним почуттям, не мала жодного уявлення про той народ, яким він думав керувати. З початку вступу ворога в Смоленськ Растопчин у своїй уяві становив собі роль керівника народного почуття – серця Росії. Йому не тільки здавалося (як це здається кожному адміністратору), що він керував зовнішніми діями жителів Москви, але йому здавалося, що він керував їх настроєм за допомогою своїх звернень і афіш, писаних тією йорницькою мовою, яка у своєму середовищі зневажає народ і якого він не розуміє, коли чує його згори. Гарна роль керівника народного почуття так сподобалася Растопчину, він так зжився з нею, що необхідність вийти з цієї ролі, необхідність залишення Москви без жодного героїчного ефекту застала його зненацька, і він раптом втратив з-під ніг грунт, на якому стояв, рішуче не знав що йому робити. Він хоч і знав, але не вірив всією душею до останньої хвилини у залишення Москви і нічого не робив із цією метою. Мешканці виїжджали проти його бажання. Якщо вивозили присутні місця, лише на вимогу чиновників, із якими неохоче погоджувався граф. А сам він був зайнятий лише тією роллю, що він собі зробив. Як це часто буває з людьми, обдарованими палкою уявою, він знав уже давно, що Москву залишать, але знав лише за міркуванням, але усією душею не вірив у це, не перенісся уявою в це нове становище.
Вся діяльність його, старанна і енергійна (наскільки вона була корисна і позначалася на народ – це інше питання), вся діяльність його була спрямована лише на те, щоб порушити в мешканцях те почуття, яке він сам відчував, – патріотичну ненависть до французів та впевненість в собі.
Але коли подія приймала свої справжні, історичні розміри, коли виявилося недостатнім лише словами виражати свою ненависть до французів, коли не можна було навіть битвою висловити цю ненависть, коли впевненість у собі виявилася марною по відношенню до одного питання Москви, коли все населення, як одна людина , кидаючи свої майна, потекло з Москви, показуючи цим негативним дією всю силу свого народного почуття, – тоді роль, обрана Растопчиным, виявилася раптом безглуздою. Він почув себе самотнім, слабким і смішним, без ґрунту під ногами.
Отримавши, пробуджений від сну, холодну і наказову записку від Кутузова, Растопчин відчув себе тим більше роздратованим, що він почував себе винним. У Москві залишалося все те, що було йому доручено, все те казенне, що йому мало вивезти. Вивезти все було неможливо.
Хто ж винен у цьому, хто допустив до цього? – думав він. - Зрозуміло, не я. У мене все було готове, я тримав Москву як! І ось до чого вони довели справу! Мерзотники, зрадники!» - думав він, не визначаючи добре того, хто були ці мерзотники і зрадники, але відчуваючи необхідність ненавидіти цих когось зрадників, які були винні в тому фальшивому і смішному становищі, в якому він перебував.
Цієї ночі граф Растопчин віддавав накази, за якими з усіх боків Москви приїжджали до нього. Наближені ніколи не бачили графа таким похмурим і роздратованим.
«Ваше сіятельство, з вотчинного департаменту прийшли, від директора за наказами… З консисторії, з сенату, з університету, з виховного будинку, вікарний надіслав… питає… Про пожежну команду як накажете? З острогу доглядач… із жовтого дому доглядач…» – усю ніч, не перестаючи, доповідали графу.
На всі ці запитання граф давав короткі й сердиті відповіді, які показували, що накази його тепер не потрібні, що вся старанно підготовлена ​​ним справа тепер зіпсована кимось і що цей хтось нестиме всю відповідальність за все те, що станеться тепер.
- Ну, скажи ти цьому бовдуру, - відповів він на запит від вотчинного департаменту, - щоб він залишався чатувати на свої папери. Ну що ти питаєш нісенітницю про пожежну команду? Є коні – нехай їдуть до Володимира. Чи не французам залишати.
— Ваше сіятельство, приїхав наглядач із божевільні, як накажете?
– Як накажу? Нехай їдуть усі, от і все… А божевільних випустити у місті. Коли у нас божевільні арміями командують, то цим і бог велів.
На запитання про колодників, що сиділи в ямі, граф сердито гукнув на доглядача:
- Що ж, тобі два батальйони конвою дати, якого немає? Пустити їх і все!
– Ваше сіятельство, є політичні: Мєшков, Верещагін.
– Верещагін! Він ще не повішений? – крикнув Растопчин. - Привести його до мене.

До дев'ятої ранку, коли війська вже рушили через Москву, ніхто більше не приходив питати розпоряджень графа. Усі, хто міг їхати, їхали самі собою; ті, хто залишався, вирішували самі з собою, що їм треба було робити.
Граф звелів подавати коней, щоб їхати в Сокільники, і, похмурий, жовтий і мовчазний, склавши руки, сидів у своєму кабінеті.
Кожному адміністратору в спокійний, не бурхливий час здається, що тільки його зусиллями рухається все йому підвідомче населення, і в цій свідомості своєї необхідності кожен адміністратор відчуває головну нагороду за свої праці та зусилля. Зрозуміло, що доти, доки історичне море спокійне, правителю адміністратору, зі своїм утлом човником, що впирається жердиною в корабель народу і самому, що рухається, має здаватися, що його зусиллями рухається корабель, в який він упирається. Але варто піднятися бурі, схвилюватися морю і рушити самому кораблю, і тоді помилка неможлива. Корабель йде своїм величезним, незалежним ходом, жердину не дістає до корабля, що рушив, і правитель раптом з положення володаря, джерела сили, переходить в нікчемну, марну і слабку людину.