Я не могу сейчас вдаваться в подробные объяснения, каким образом все это имело место — эта смена воззрений, — но дам сейчас вам краткий, не-технический набросок, начиная с теории относительности.
Могу начать с того, что относительность ввела целый ряд фундаментально новых концепций, касающихся пространства, времени и материи, которые в достаточной степени тонки. Для нас сейчас основное значение имеет то, что от понятия об отдельных и независимых частицах как главных составляющих вселенной пришлось отказаться. Вместо этого основным понятием стала идея поля, которое непрерывно простирается в пространстве. Я мог бы проиллюстрировать эти идеи в терминах потока жидкости — взять, к примеру, водоворот. Внутри этой вот жидкости существует постоянно возобновляюшийся шаблон. Вы можете абстрагировать его у себя в уме и выделить водоворот, хотя никакого водоворота на самом деле не существует. Есть не что иное как шаблон текущей воды. Но водоворот — удобное слово для описания этого шаблона.
Теперь если вы сблизите вместе два водоворота, они начнут модифицировать друг друга, производя иной шаблон, и рано или поздно, если вы сведете их вместе, сольются в один водоворот. Поэтому видите — существует внутренне присущее этим шаблонам взаимодействие, но основной реальностью является ненарушенная целостность текущего движения. Отдельные сущности — как, например, водовороты — это относительно постоянные и независимо ведущие себя формы, абстрагированные разумом из целого в восприятии и мысли.
Это, конечно же, было хорошо известно физикам ХIХ века, но общепринятой точкой зрения было то, что реальные жидкости, такие как вода, состоят из мириадов элементарных частиц, которые текут лишь приблизительно непрерывно, как песчинки в песочных часах. Реальность, лежащая в основе рассматриваемой под микроскопом жидкости, считалась структурой, состоящей из дискретных, механических элементов в форме частиц. Но на основании теории относительности Эйнштейн представил аргументы, показывающие, что такие элементарные частицы не будут соответствовать тем законам физики, которые развиты в его теории. Поэтому вместо них он предложил набор непрерывных полей, пронизывающих все пространство, в которых частицы рассматриваются как относительно постоянные и независимые структуры в тех ограниченных областях, где поле сильно. Следовательно, каждая частица объясняется как абстракция относительно независимой и стабильной формы, как и в случае с водоворотом, распространённой по всему пространству без всяких пробелов. Вселенная видится как ненарушенная целостность в текущем движении.
Этот подход важным образом противоречил допущению отдельных, элементарных частиц как составляющих вселенной, которое характеризовало механистическое мировоззрение. Однако эта теория все же сохранила некоторые существенные черты механицизма, поскольку поля в разных точках рассматривались как раздельно существующие, а не как внутренне связанные по своей основной природе, и не связанные с целым. Это по-прежнему ничем не напоминало органистический взгляд. Допускалось лишь, что эти поля соединены только локально — и лишь в бесконечно малой степени. Всеобщее поле рассматривалось как тип механической системы, более тонкой, нежели набор частиц, но полевой подход все же был важным шагом от механистического мировоззрения, хотя и оставался внутри его общей схемы.
Квантовая теория, однако, действительно перевернула механицизм более тщательно, нежели теория относительности. Я приведу здесь три ее основные черты. Во-первых, все действие в ней происходит в форме того, что называется «дискретными квантами». Например, было обнаружено, что орбиты электронов вокруг ядра необходимо окажутся дискретными, а между ними нет никаких разрешенных участков, и все же электрон каким-то образом перепрыгивал с одной на другую, минуя этот промежуточный участок, в соответствии с этими взглядами. Свет, падающий на эти вещи, также падает в форме квантов; фактически, любая передача энергии происходит в форме квантов. Следовательно, об этом можно думать как о взаимосвязанной сети квантов, сплетающей всю вселенную в одно, поскольку эти кванты неделимы. Таким образом, это вело к некоей неделимости вселенной — хоть этого и не видно в больших масштабах, поскольку кванты очень малы, и, опять-таки, все это выглядит непрерывным, как песчинки в часах.
Во-вторых, было обнаружено, что вся материя и энергия обладают, как представляется, двойственной природой — в том смысле, что они могут себя вести либо как частица, либо как поле — или волна, — в соответствии с тем, как с ними обходятся в эксперименте. Тот факт, что все может проявлять либо волнообразный, либо частицеобразный характер соответственно среде, которая в данном случае есть наблюдательный аппарат, понятным образом несовместим с механицизмом, поскольку в механицизме природа каждой вещи должна быть довольно независимой от ее контекста. А это довольно похоже на организм, поскольку организмы весьма зависимы от их контекста.
Третьим пунктом является то, что обнаруживается новое свойство, которое я называю «нелокальностью связи». Другими словами, в некоторых случаях может существовать связь между частицами, находящимися на значительном расстоянии. Это нарушает классическое требование локальности: что лишь вещи, близко расположенные друг к другу, могут воздействовать друг на друга.
В связи с этим мы можем остановиться еще на одной вещи: состояние целого может, на самом деле, организовать части — не просто посредством сильной связи очень удаленных элементов, но и поскольку само состояние целого таково, что организует части. Оно обладает определенной реальностью, которая безразлична к тому, где именно располагаются части. Вот некоторые новые черты. Все это проявляется, например, в понимании химии. Поэтому когда химики используют свои законы, то, что лежит в основе их, и есть эта своеобразная черточка квантовой механики.
Теперь я хочу показать, как это противоречит основному механистическому допущению. Во-первых, действие осуществляется через неделимые кванты — так, что все, как я уже сказал, сплетается вместе неделимыми звеньями. Вселенная поэтому — одно целое, в некотором смысле — ненарушенное. Конечно, это выявляется только при очень точных и тонких наблюдениях. Вторым пунктом у нас была частице-волновая природа, а третьим — нелокальность. Поэтому вы видите, что все эти вещи отрицают механицизм.
Люди, основавшие квантовую механику, — такие, как Шрёдингер, Дирак, Паули и другие, — все понимали это; но с того времени такое понимание поблекло, поскольку люди более и более сосредотачивались на использовании квантовой механики как системы вычисления экспериментальных результатов, и каждый раз, когда пишется новый учебник, часть философского значения этого теряется. Поэтому нынче мы имеем ситуацию, когда, я думаю, большинство физиков не представляет, насколько радикален смысл квантовой механики. Кроме этого, квантовая механика утверждает, что у нас нет полного детерминизма. То есть, законы определены только статистически. Вы не можете точно сказать, что будет происходить на основании этих законов. Это тоже важно, но, вероятно, менее радикально, чем кое-что другое, поскольку даже с классической точки зрения вы можете представить себе законы, которые тоже не вполне детерминированы, как, например, то, что называют «броуновским движением». Поэтому отсутствие полного детерминизма — менее радикальное изменение, чем другие изменения, о которых я упоминал.
Как же квантовая механика и теория относительности связаны друг с другом? Во-первых, основные физические концепции довольно противоречивы. Относительность требует строгой непрерывности, строгого детерминизма и строгой локальности. В квантовой механике надо утверждать прямо противоположное: прерывистость, недетерминизм и нелокальность. Физические концепции двух этих теорий не были сведены воедино, хотя люди и разрабатывают уравнения и методы того, как это сделать математически. Но физическое значение этого так никогда и не выяснили.