Председательствующий: Есть ли вопросы? Пожалуйста.
А: Я хотел спросить о шрёдингеровском коте. Результат предшествующего наблюдения...
Юкава: Да, да.
А: Так вот, вы сказали, его нельзя определить из уравнения Шрёдингера...
Юкава: Да, конечно, из уравнения Шрёдингера определить нельзя.
А: Разве это самоочевидно?
Юкава: Конечно. Дело вот в чем. Еще до решения уравнения Шрёдингера надо задать начальное состояние. Пусть, например, имеется один электрон, и его волновая функция в некоторый момент сосредоточена в какой-то точке. Как она будет меняться с течением времени? Из решения волнового уравнения видно, что волновая функция неограниченно расплывается. Но если произвести наблюдение, она резко сожмется. Такой результат, к сожалению, нельзя получить как непрерывное решение уравнения. Но предположим, имеется еще что-то, какое-то другое тело, с которым наш электрон взаимодействует. Учтем и этот случай. Предположим, с электроном связана какая-то установка. Может быть, при ее учете фактор разрывности исчезнет? Оказывается, нет. Наиболее ясно это можно проследить как раз на примере с котом.
Включим в систему, связанную с котом, все, от радиоактивного элемента до ампулы с синильной кислотой. Взаимодействия в этой системе происходят независимо от того, посмотрели мы на кота или нет. Что с ним стало, мы можем узнать, приоткрыв крышку. Можно, конечно, и не открывать крышку, если считать, что все заключено в стеклянный сосуд. В какой-то момент кот погибает. Его гибель указывает на внезапное сжатие волнового пакета. Язык, конечно, тяжеловат, но суть в том, что произошло нечто, соответствующее сжатию волнового пакета. Тут уж ничего не поделаешь. Как бы мы ни увеличивали размер объекта, все равно в явлении сжатия волнового пакета нас будет преследовать индетерминизм. Индетерминизм этот объективен. Его лучше выразить, считая, что волновой пакет внезапно сжимается.
Несогласные с этим считают, что надо рассматривать сколь угодно большие системы, последовательно включая все новые и новые взаимодействия. Но сжатие пакета произойдет даже если включить все. Кстати, когда говорят о включении всего, надо включать также и думающего субъекта.
А: Профессор считает, что кота тоже можно описать волновым уравнением?
Юкава: Такие, сложные системы описываются не волновым уравнением, а подходящей статистической смесью. Но какую бы статистическую смесь ни взять, устранить индетерминизм невозможно. Правда, если кто-либо предложит другую, более удачную версию несомненной гибели кота в определенный момент времени, тогда другое дело (смех в зале).
Однако для другой версии нет оснований. В конце концов дело сводится к микропроцессу, а в нем индетерминизм остается. Радиоактивный распад — сложное явление, наиболее простые его варианты описываются мезонной теорией. Проживет ли радиоактивный атом без распада 10 дней или распадется за 10 мин — вопрос вероятности, и у нас нет другой, не статистиче ской теории. Думаю, и в будущем такая теория не сможет появиться.
А: Никак не пойму. Например, в нашем случае кот заперт в ящике. До того, как мы открыли ящик и посмотрели, должен кот описываться суперпозицией волновых функций или нет?
Юкава: Смотреть или не смотреть — это все равно. В данном случае безразлично, смотрите ли вы на кота, или на звезды. Но когда вы смотрите на небо, вы можете предсказать солнечное и лунное затмение, а смотря на кота, ничего предсказать не можете. Различие между этими случаями обусловлено законами микромира. Именно к этому сводится разговор о жизни или смерти кота. Если вам не нравится кот, можно заменить его чем-то еще (смех в зале), ограничиться счетчиком или поставить вместо кота какой-либо измерительный прибор, правда, тогда будет не столь впечатляюще.
А: Тогда кота лучше заменить человеком. А так как человека убивать не будем, можно приделать лампочку ...
Юкава: И так далее, это хорошо.
А: Итак, в ящике сидит человек, глядя на лампочку, он знает, горит она или нет. Но можно ли описать состояние людей вне ящика суперпозицией амплитуд ожидания того, что человек в ящике видит свет или не видит его?
Юкава: Теперь другое дело. Но так как в ящике есть окно, снаружи люди видят все одновременно с тем, кто внутри. Хорошо, конечно, вместо кота поставить лампочку, но смотрит один, два или сколько угодно людей, безразлично. Произошел элементарный природный процесс. Повторяю, это микроявление.
А: В конце концов, эта точка зрения.
Юкава: Не в точке зрения суть. Этот вопрос не решается изменением точки зрения, как решаются многие парадоксы, связанные с путаницей и ошибочными мнениями о микромире, возникающими из-за его отличия от привычного, повседневного мира. На таком пути в нашем случае ничего не сделаешь. Впрочем, если угодно, можно рассмотреть дело по-другому, но в конце концов мы придем к тем же заключениям.
Можно, например, иначе рассказать о дисскуссии Бора с Эйнштейном, о которой мы сегодня говорили, но ведь результат спора от этого не должен измениться.
Что это была бы за истина, содержание которой изменялось бы в зависимости от точки зрения? (смех в зале.)-В этом суть проблемы. Возможно, конечно, что найдут другое истолкование действительности. Например, Бом предлагал теорию со скрытыми параметрами. При определенной комбинации этих параметров кот умрет в течение часа, а если за это время он не погиб, значит, где-то есть нечто, предопределившее другой ход событий. Конечно, хорошо бы разработать подобную теорию, но как сделать практически, чтобы она была удачной и хорошо работала?
А: Так что же, получается что волновую функцию нельзя применять к макроскопическим системам?
Юкава: Когда мы говорим о волновой функции кота, нам безразличны детали его полного состояния. Ведь мы интересуемся только тем, жив он или нет, только этой степенью свободы.
А: Да, конечно.
Юкава: Других степеней свободы очень много, но они не относятся к обсуждаемому вопросу. В какую сторону повернулся кот перед кончиной, нас не интересует (смех в зале). Нужно рассматривать только те степени свободы, которые имеют отношение к делу, в нашем случае связанные с распадом радиоактивного атома и вопросом о жизни и смерти кота (или о том, зажглась ли лампочка). Масса событий, которые могут произойти в промежутке между этими двумя, и остальные степени свободы кота к делу не относятся. Поэтому несущественно, металлический ли ящик, или стеклянный, или он сделан из чего-нибудь еще.
Иордан сказал бы, что в случае с котом работает механизм гигантского усиления, но это уже предмет специального рассмотрения. В общем, при измерении микроскопических величин мы должны как-то связать микроявления с макрообъектами. Это одна из разновидностей гигантского усиления.
Точку зрения, конечно, менять хорошо, но в обычной квантовой механике на таком пути не получишь особых результатов. Вот на несколько более продвинутой стадии, в теории элементарных частиц, где никто не знает истину, предлагать любые, самые необычные точки зрения похвально. Менять же точку зрения на уровне квантовой механики — занятие бесплодное, хотя, конечно, пытаться думать всегда полезно, ведь это — тренировка для ума (смех в зале).
Председательствующий: Есть ли у кого-нибудь еще вопросы?
В: О частной теории относительности Эйнштейна мы слыхали в школе, а ее формулы нам объясняли на лекциях по общей физике. Исторически эта наука возникла из опыта Майкельсона — Морли?
Юкава: Это очень сложный вопрос. Выяснить историческую истину, против ожидания, довольно трудно. Достаточно сказать, что сам Эйнштейн не знал опыта Майкельсона—Морли.
В: Так что же, Эйнштейн исходил только из стремления согласовать законы природы?
Юкава: Да, и как он сам говорил, скорее из стремления установить инвариантность законов природы относительно преобразования Лоренца, которое тогда было известно — Лоренц его уже вывел. Это, видимо, было главным стимулом. Правда, кроме опыта Майкельсона—Морли были и другие опыты, о которых мы с вами хотя и слышали, но недостаточно хорошо их знаем. Эйнштейну они были известны, а вот превосходного опыта Майкельсона—Морли он, по-видимому, не знал. В своей первой статье он его не упоминает, и позже говорил, что не знал этого опыта. Все это очень странно.
А: У меня еще один простой вопрос. Верно ли я понял, что, по вашему мнению, у физики когда-нибудь наступит конец?
Юкава: Верно.
А: Как же это может произойти?
Юкава: Вещи, не имеющие конца, представляются мне очень странными (смех в зале). Все, что делают люди, обязательно имеет конец (смех), бесконечность здесь отсутствует. Думать о бесконечности неестественно, понятие это введено математиками, а в человеческих делах бесконечности нет. Да и с элементарными частицами когда-нибудь полностью разберутся, только не взорвали бы раньше этого Землю (смех). Будем надеяться, что такого не произойдет. Но еще раньше может случиться, что людям просто надоест трудиться, а заниматься наукой станет противно (взрыв смеха). В самом деле, наступит всеобщая апатия. Ну, а если не надоест, то развитие будет неограниченным.
Председательствующий: На этом заканчиваем лекции.(Продолжительные аплодисменты.)