Главная научная заслуга Борна состояла в разработке копенгагенской интерпретации квантовой механики. Лишь в 1954 году это было заслуженно оценено, когда он был награжден Нобелевской премией по физике «за фундаментальные исследования по квантовой механике, особенно за его статистическую интерпретацию волновой функции». Размышляя в 1926 году над теорией атомного рассеяния, Борн сделал вывод, что квадрат волновой функции, вычисленный в некоторой точке пространства, выражает вероятность того, что соответствующая микрочастица находится именно в этом месте. По этой причине квантовая механика дает лишь вероятностное описание положения частицы. Описание рассеяния частиц, которое стало известным как борновское приближение, оказалось крайне важным для вычислений в квантовой физике.
В русском переводе были опубликованы книги Борна: «Физика в жизни моего поколения» (1963), «Атомная физика» (1965), «Эйнштейновская теория относительности» (1972), «Моя жизнь и взгляды» (1973) и множество статей.
В.Н. Князев
Ниже приведены фрагменты главы «Символ и реальность» из последней его книги по изданию:
Борн М. Моя жизнь и взгляды. М., 1973.
Любая книга по физике, химии, астрономии потрясает неспециалиста обилием математических и иных символов и вместе с тем — скупостью описания явлений природы. Даже приборы для наблюдений обозначены на схемах символами. И все же эти книги претендуют на научное описание природы. Но разве в этом обилии формул найдешь живую природу? Неужели эти физические и химические символы связаны с испытанной на опыте реальностью чувственных восприятий?
Впрочем, иногда даже и сами ученые задумываются, почему им приходится рассматривать природу столь абстрактно и формально — при помощи символов. Нередко высказывается мнение, что символы — это просто вопрос удобства, нечто вроде сокращенной записи, необходимой, когда имеешь дело с обилием материала, требующего переработки и усвоения.
Я счел эту проблему не столь простой, рассмотрел ее детально и убедился, что символы составляют существенную часть методов постижения физической реальности «по ту сторону явлений». Эту мысль я попытаюсь объяснить следующим образом.
Для простого, не искушенного в теориях человека реальность — это то, что он чувствует и ощущает. Реальное существование окружающих вещей кажется ему столь же несомненным, как несомненно для него чувство страдания, удовольствия или надежды. Возможно, он наблюдал оптические иллюзии и это открыло ему глаза на то, что ощущения могут приводить к сомнительным или даже крайне ошибочным суждениям о действительных фактах. Но эта информация зачастую остается на поверхности сознания как всего лишь забавное исключение, любопытный курьез.
Такую позицию в философии называют наивным реализмом. Подавляющее большинство людей всю свою жизнь относятся к реальности именно так, если даже им довелось научиться отличать субъективные переживания (вроде удовольствия, страдания, ожидания, разочарования) от результатов контактирования с предметами внешнего мира.
Но существуют люди, с которыми случается нечто такое, что глубоко волнует их, и они становятся убежденными скептиками. Именно так случилось и со мной.
У меня был кузен, старше меня, который учился в университете, когда я был еще школьником. Специализируясь по химии, он готовился также по философии, которая сильно увлекла его. И вот однажды он вдруг задает мне вопрос: «Что на самом деле ты имеешь в виду, когда говоришь, что эта листва зеленая, а это небо голубое?» Мне такой вопрос показался довольно надуманным, и я ответил: «Я просто имею в виду зеленое и голубое, ибо вижу эти цвета такими, какими ты сам их видишь». Однако он не был удовлетворен моим ответом и возразил: «Откуда ты знаешь, что мой зеленый в точности такой же, как и твой зеленый?» Мой ответ: «Потому что все люди видят этот цвет одинаково, разумеется», — опять не удовлетворил его. «Существуют ведь, — сказал он, — дальтоники, они по-иному видят цвета. Некоторые, например, не могут отличить красный от зеленого». Я понял, что он загнал меня в угол, заставил увидеть, что нет никакого способа удостовериться в том, что именно ощущает другой и что даже само утверждение «он ощущает то же самое, что и я» лишено ясного смысла.
Так осенило меня сознание того, что, в сущности, все на свете субъективно — все без исключения. Каким это было ударом!
Однако проблема не в том, как разделять субъективное и объективное, а в понимании того, как освободиться от субъективного и уметь формулировать объективные утверждения. Скажу сразу, что ни в одном философском трактате я не нашел решения этой проблемы. Только моим собственным исследованиям по физике и смежным наукам обязан я тем, что пришел на склоне лет к решению, которое представляется мне до некоторой степени приемлемым.
В те далекие времена, еще совсем юным студентом, я последовал совету моего кузена и наставника читать Канта. Много позднее я узнал, что эта проблема — как объективное знание возникает из чувственных ощущений индивида и что это знание означает — гораздо старше идей Канта. Эту проблему, например, формулировал еще Платон в своем учении об идеях. Эта же проблема ставилась также в виде разнообразных спекулятивных рассуждений последующих философов античности и средневековья вплоть до непосредственных предшественников Канта — британских эмпириков Локка, Беркли и Юма. Впрочем, я не имею намерений углубляться в историю философии. Хочу лишь сказать несколько слов о Канте, поскольку его влияние на умы не прекращается и в наше время, а также потому, что я намерен пользоваться отчасти его терминологией.
Процитирую отрывок из кантовской «Критики чистого разума» (Трансцендентальная эстетика): «...Посредством чувственности предметы нам даются, и только она доставляет нам созерцания; мыслятся же предметы рассудком, и из рассудка возникают понятия». Таким образом, по Канту, представления об объектах преобразуются рассудком в общие понятия. Он полагает самоочевидным, что объекты восприятия одинаковы для всех индивидов и что рассудок каждого индивида по-одинаковому формирует общие понятия. Согласно Канту, все знание относится к явлениям, но не определяется всецело опытом (апостериорное знание), ибо зависит также от структуры нашего сознания (априорное знание). Априорными формами наших представлений являются пространство и время. Априорные формы сознания называются категориями. Кант оставил нам систему категорий, которая содержит, например, такую категорию, как причинность.
Вопрос о том, нет ли «по ту сторону» мира явлений другого мира настоящих объектов, оставлен Кантом без ответа, насколько я понял его. Он говорит о «вещах в себе», однако провозглашает их непознаваемыми. <...> (С. 109-111)
Каково же мнение физиков или вообще ученых о проблеме реальности?
Я склонен думать, что большинство из них наивные реалисты, которые не станут ломать голову над философскими тонкостями. Они довольствуются наблюдением явления, измерением и описанием его на характерном языке научных идиом. Поскольку им приходится иметь дело с измерительными инструментами и установками, они пользуются обычным языком, расцвеченным специфическими терминами, как водится в любом ремесле.
Однако стоит им начать теоретизировать, то есть интерпретировать свои наблюдения, как они используют другие средства коммуникации. Уже в ньютонианской механике — первой физической теории в современном понимании — появляются понятия вроде силы, массы, энергии, которые не соответствуют обычным вещам. С развитием исследований такая тенденция становится все более отчетливой. В максвелловской теории электромагнетизма была развита концепция поля, совершенно чуждая миру непосредственно ощущаемых вещей. В науке становятся все более превалирующими количественные законы в виде математических формул типа уравнений Максвелла. Именно так случилось в теории относительности, в атомной физике, в новейшей химии. В конце концов в квантовой механике математический формализм получил довольно полное и успешное развитие еще до того, как была найдена какая-то словесная интерпретация этой теории на обычном языке, причем и тоньше идут нескончаемые споры о такой интерпретации.