Как мы уже видели, измерение играет принципиально важную роль в квантовой недетерминированности. По современным представлениям эта его роль в микрофизике совершенно иная, нежели было в макроскопической физике, рассматриваемой на базе классических представлений. В классической физике измерение, по крайней мере если оно выполняется достаточно аккуратно, есть простая констатация, которая уточняет наши знания о действительном объекте, не возмущая его. Реальные элементарные состояния предполагаются совершенно определенными, а поэтому всякая неполнота информации о них выражается во введении вероятностей, характеризующих некое смешанное состояние, в которое различные элементарные состояния входят с соответствующими статистическими весами, так что измерения дают возможность уменьшить степень нашего незнания и даже вообще ликвидировать его, концентрируя состояния в смеси и даже сводя ее к одному совершенно определенному элементарному состоянию. Например, в классической кинетической теории газов элементарное состояние характеризуется определенными значениями всех координат и скоростей молекул, но, поскольку мы не имеем возможности наблюдать эти величины, мы не знаем их точных значений и вынуждены говорить о статистияеских ансамблях, которые соответствуют смесям элементарных состояний, взятых с определенными статистическими весами. Но если бы мы могли в данный момент времени измерить положение и скорость всех молекул газа (измеречие, которое в классической физике считается в принципе возможным, хотя практически неосуществимым), то такое измерение уточнило бы наши знания и свело бы смешанное состояние к одному неразложимому элементарному состоянию.

Таким образом, распределения вероятностей, встречающиеся в классической физике, – это всегда характеристики смешанного состояния, и измерение (испытание, как говорится в статистике) увеличивает наши знания, указывая нам истинное точное значение величины, которое объективно существует в момент измерения, и не изменяя его заметно (если измерение проводится правильно).

Совсем иначе обстоит дело в квантовой теории. Здесь максимум наших знаний о системе достигается в том случае, когда мы можем рассматривать
II -782

ее как находящуюся в чистом состоянии, т.е. когда мы можем приписать этому состоянию определенную волновую функцию \( \psi \). В таком состоянии, отвечающем максимуму наших знаний о системе, невозможно точно знать все величины, характеризующие систему; можно говорить только об их возможных значениях, т.е. о значениях, которые могут быть получены при измерении, и если некоторые из величин могут иметь только одно возможное (следовательно, точно известное) значение, то для всех сразу величин это невозможно, поскольку в чистом состоянии все величины не могут иметь нулевую дисперсию. Таким образом, здесь измерение никогда не может дать нам в качестве характеристики состояния системы ничего более точного, нежели новое чистое состояние, в котором некоторые величины тоже имеют отличную от нуля дисперсию. Измерение увеличивает информацию о некоторых величинах, но соответственно уменьшает информацию о других величинах, так что максимум наших знаний о системе всегда соответствует некоему чистому состоянию с отличной от нуля дисперсией. К тому же измерение никоим образом не увеличивает нашего знания о состоянии системы, имевшем место до измерения, но переводит систему в новое состояние.

Чтобы правильно понять, какова роль измерения, нужно разобраться в том, как оно осуществляется. Для измерения необходимо взаимодействие между системой, над которой проводится измерение, и измерительным прибором. При этом показания измерительного прибора должны выражаться в макроскопическом эффекте, непосредственно воспринимаемом нашими органами чувств, таком, как перемещение стрелки по шкале. Рассмотрим более детально вопрос о том, что происходит при взаимодействии системы с измерительным прибором \( { }^{1)} \).
\( { }^{1)} \) Было бы сознательным искажением мысли де Бройля не привести здесь соответствующую цитату из его книги «Критический анализ» [II, 29, с.5]:
«Наконец, я хотел бы еще подчеркнуть ту несомненно слишком преувеличенную роль, которую часто приписывают измерительному прибору при анализе наблюдений микрофизических величин. Ведь очень часто в таком наблюдении вообще не фигурирует измерительный прибор в собственном смысле этого слова. Когда фотон или электрон падает на фотопластинку и вызывает локальное потемнение и это потемнение рассматривается простым глазом, где в этом случае измерительный прибор? […] И все же в некоторых случаях можно вводить измерительный прибор: например, можно измерять степень локального потемнения фотопластинки при помощи микроденситометра […]. Но во всех таких случаях измерительный прибор вводится лишь в конце процесса доступной наблюдению локализации, когда цепная реакция уже в достаточной степени усилит явление, так что его становится возможным обнаружить при помощи прибора в обычном смысле этого слова». Слова «цепная реакция» перекликаются с анализом процесса локализации, проведенным в самом начале цитируемой книги, где говорится:
«Микроскопический мир, т.е. физическая реальность на атомно-молекулярном уровне, недоступен непосредственно нашим восприятиям. Как же мы познаем его? Повидимому, на этот вопрос следует ответить так: мы знаем микромир единственно по «доступным наблюдению корпускулярным локализациям», т.е. по явлениям, в которых частица, действуя на микроскопическом уровне, путем некой цепной реакции вызывает доступный наблюдению эффект», – Ж.Л.