A kvantummechanika veszélyt jelentett a marxista materializmus doktrínájára. A kommunista fizikusok megpróbálták a kettőt összeegyeztetni.
A kvantumforradalom a fizikában 22 éven át, 1905 és 1927 között zajlott – írja az Aeon című lapban megjelent tanulmányában Jim Baggott tudománytörténész.
Mire a forradalom véget ért, a kvantummechanika új elmélete teljesen megváltoztatta az anyagi világról alkotott képünk alapjait.
Az atomnak mint egy apró naprendszernek az atommag körül keringő elektronokkal való ismert és intuitívan vonzó leírása már nem volt kielégítő. Az elektron fantommá vált.
A fizikusok felfedezték, hogy a kísérletek egyik fajtájában az elektronok szabályos részecskékként viselkednek – mint apró, koncentrált anyagdarabkák. Egy másik típusú kísérletben viszont az elektronok hullámokként viselkednek. Nem lehet olyan kísérletet kitalálni, amely egyszerre mutatná ki mindkét viselkedéstípust.
A kvantummechanika nem tudja megmondani, hogy valójában mi is az elektron.
Mindebből meglehetősen kellemetlen következmények adódnak. A bizonytalansági elv alapvető korlátokat szabott annak, hogy mit remélhetünk felfedezni a kvantum „hullám-részecskék” tulajdonságairól.
A kvantummechanika megszakította az ok és okozat közötti, addig szentnek tartott köteléket is, a determinizmust, a tudományos előrejelzést valószínűségi kérdéssé – “kockadobássá” – degradálva.
Azóta nem mondhatjuk, hogy: ha ezt tesszük, akkor az biztosan meg fog történni. Csak annyit mondhatunk: ha ezt tesszük, akkor az bizonyos valószínűséggel az fog történni.
A hatalmas vitában végül Niels Bohr dán fizikus nézetei kezdtek dominálni.
Ő arra a következtetésre jutott, hogy nincs más választásunk, mint a klasszikus (kvantumfizika előtti) fizikából kölcsönzött, látszólag egymásnak ellentmondó, de mégis egymást kiegészítő hullám- és részecskefogalmakkal leírni a kísérleteket és azok eredményeit. Ez Bohr „komplementaritás” elve.
Azt állította, hogy nincs ellentmondás, mert a kvantumvilág kontextusában e fogalmak használata pusztán szimbolikus.
Ahhoz a leíráshoz – hullámok vagy részecskék – nyúlunk, amely az adott helyzetet a legjobban szolgálja a megértést, és nem szabad túlságosan szó szerint venni az elméletet.
Bohr hangsúlyozta, hogy a komplementaritás nem tagadja a jelenségek mögött meghúzódó objektív kvantumvalóság létezését. Azt azonban tagadta, hogy erről bármi értelmeset felfedezhetnénk.
Sajnos, annak ellenére, hogy Bohr igyekezett gondosan bánni a nyelvhasználattal, közismerten homályos és nem egyszer érthetetlen módon fogalmazott.
Ez bizonyos értelemben nem is meglepő, hiszen a tapasztalaton túli dolgokról kellett kijelentéseket tennie.
Utolsó rögzített előadásáról az a hír járta, hogy egy egész nyelvészcsoportnak egy heti munkájába telt, mire rájöttek, hogy egyáltalán milyen nyelven beszélt.
A Bohr iskolájához tartozó fizikusok, különösen Werner Heisenberg, szintén használtak olyan nyelvet, amely talán kevésbé kifacsart, de mégiscsak nehezen értelmezhető volt.
Heisenberg néhány kijelentését könnyű úgy értelmezni, mint visszatérést a radikális szubjektivizmushoz, ahhoz az elképzeléshez, hogy a világról való tudásunk csak az elménkben keletkezik, anélkül, hogy a valós külső világra hivatkoznánk.
Nem segített, hogy Bohr és az iskolájához tartozó fizikusok a komplementaritást más kutatási területekre, például a biológiára és a pszichológiára is rá akarták húzni, megpróbálták azt felhasználni a szabad akarattal és az élet keletkezésével kapcsolatos ősi rejtélyek megoldására. Ezek az erőfeszítések kevés támogatást kaptak a szélesebb tudományos közösségtől, és gyakran ellenszenvet váltottak ki.
Ezek közé tartozik, például Albert Einstein híresen visszavágása, amikor kijelentette, hogy a kvantummechanika állításával ellentétben Isten nem kockajátékos.
1927-ben Bohr és Einstein élénk vitába kezdett egymással.
Einsteinhez csatlakozott Erwin Schrödinger osztrák fizikus is, aki a kvantummechanika abszurdnak tűnő következményeinek kiemelésére kitalálta a „Schrödinger macskája” rejtélyt.
Bár Einstein és Schrödinger is éles kritikusai maradtak Bohr elméletének, saját értelmezéssel nem álltak elő. Aggályaik ellenére sem tudott kialakulni a tudósok körében konszenzus a komplementaritás életképes alternatívájáról.
A komplementaritással nem csak a tudomány, de a politikusok, az ideológusok se tudtak mit kezdeni.
Bohr és Einstein egyaránt zsidó származású volt, és a náci ideológusok számára a komplementaritás és a relativitáselmélet “mérgező zsidó absztrakciók” voltak,
ellentétben álltak a Deutsche Physik, vagyis az „árja fizika” programjával. A Deutsche Physik híveinek azonban nem sikerült megszerezniük a náci vezetés támogatását, és a náci ideológia által a komplementaritásra jelentett bármilyen fenyegetés a háború végével eltűnt.
Sokkal tartósabbak voltak viszont a szovjet kommunista filozófusok ellenvetései, akik szerint a komplementaritás ellentétes a „dialektikus materializmus” hivatalos marxista tanításával.
Lenin, aki az 1917-es októberi forradalomban a bolsevik párt élére állt, dogmatikus híve volt a materialista világnézetnek, amelyet Karl Marx és Friedrich Engels az először 1848-ban megjelent Kommunista kiáltvány szerzői fejtettek ki.
A marxizmus szerint a világ objektíven létező, állandó mozgásban lévő, törvények által kötött anyagból áll.
Ezek a törvények a létezés különböző szintjeit szabályozzák, amelyeket különböző tudományos diszciplínák segítségével próbálunk leírni, s amelyek nem feltétlenül redukálhatók egymásra. Például a szociológia – amelyet empirikus tudománynak tekintettek – nem redukálható a fizikára, ezért az emberi társadalmi és gazdasági viselkedés saját törvényei kötik.
Marx és Engels arra a következtetésre jutott, hogy ez a viselkedés funkcionális ellentmondásokat szül a szervezett társadalmon belül. A túlélés érdekében az emberek kizsákmányoló viszonyba kerülnek a gazdasági termelő eszközökkel és azokkal, akik ezeket birtokolják. Különböző osztályok alakulnak ki: urak és rabszolgáik, urak és jobbágyaik, üzlettulajdonosok (a burzsoázia) és alacsony bérű munkásaik (a proletariátus).
Ezeket az ellentmondásokat a marxi elmélet szerint végül az elkerülhetetlen osztályharc oldja fel, amely visszafordíthatatlan változásokat eredményez a társadalmi berendezkedésben és a termelési eszközök tulajdonlásában.
A görög és római klasszikus ókor a feudalizmusnak adta át a helyét. A feudalizmus utat engedett a kapitalizmusnak. A kapitalizmusnak pedig az volt a sorsa, hogy utat engedjen a szocializmusnak és a kommunizmusnak, az osztály nélküli társadalom utópiájának.
A társadalmi szervezetben szükséges változások azonban nem történnek meg maguktól. Az út a szocializmuson és a „proletárdiktatúrán” keresztül vezet, amelyet egy autokratikus állam szervez, s amely később szinte önmagát megszünteti, amikor a kommunista utópia megvalósul.
A marxista filozófiában a társadalmi és a fizikai jelenségek tanulmányozásának és megértésének módszere dialektikus, a természeti jelenségek értelmezése pedig határozottan materialista.
Marx állítása szerint nem elég csak értelmezni a világot.
A filozófusoknak arra is törekedniük kell, hogy megváltoztassák azt, és ezt nem lehetett megtenni egy olyan világban, amely csak az észlelésekből és az ideákból épül fel. A marxizmusra veszélyt jelentett minden olyan filozófia, amely az anyagi valóságtól való elszakadásra törekedett, azáltal, hogy a világot puszta érzékelésre és tapasztalatra redukálta.
Lenin 1909-ben megjelent Materializmus és empiriokriticizmus című könyvében elítélte Ernst Mach fizikust és orosz követőit, valamint Richard Avenarius német filozófust is, aki megfogalmazta az empirio-kritika pozitivista doktrínáját. A pozitivizmus filozófiája ellenszenves volt számára, mivel a világról való tudást az érzékszervi tapasztalatokra akarta redukálni.
Lenin azzal érvelt, hogy az ilyen gondolkodás csak szubjektív idealizmushoz, sőt szolipszizmushoz vezet.
Számára ez csak „halandzsa” volt.
A komplementaritás pont olyan volt, mint az a fajta pozitivista halandzsa, amelyet Lenin igyekezett megsemmisíteni.
A kizárólag (kvantum)valószínűségek formájában hozzáférhető valóság nem felelt meg a szovjet kommunisták hivatalos filozófiájának,
hiszen azzal fenyegett, hogy aláássa az ortodox materializmust. Ennek ellenére a szovjet fizikusok egy befolyásos csoportja, köztük Vlagyimir Fock, Lev Landau, Igor Tamm és Matvei Bronstein, támogatta Bohr nézeteit, és egy ideig ők képviselték Bohr iskolájának „orosz ágát”.
Ez azokban az időkben nem volt kockázatmentes, sőt. Viszont a kommunista párt filozófusai hiába törekedtek az ellehetetlenítésükre, egy sor kérdésben ők maguk sem tudtak megegyezni. Aztán – ahogy mondani szokás -, az élet megoldotta a problémát.
Szovjetunióban drámaian megváltozott a helyzet. Egészsége megromlásával párhuzamosan Lenin megpróbálta eltávolítani a Kommunista Párt főtitkárát, Sztálint, akit alkalmatlannak tartott a feladatra. Sztálin azonban csendben megszilárdította pozícióját, és lojális embereket ültetett a kulcsfontosságú adminisztratív posztokra.
A Lenin 1924-ben bekövetkezett halálát követő rövid hatalmi harc után Sztálin lett a legfőbb vezető, majd 1937-38-ban még szorosabbra fűzte hatalmát, és elrendelte a nagy tisztogatást. Ennek során nem csak a régi, Leninhez kötődő nómenklatúra számos tagját végezték ki, a régi bolsevikokat, hanem teljesen ártatlan emberek százezreit is. Egyes becslések egymillió emberről is beszélnek – a pontos számot valószínűleg lehetetlen megállapítani.
A terror alól a fizikusok sem voltak kivételek. Bronsteint letartóztatták, terrorista bűncselekményekkel vádolták, és 1938 februárjában kivégezték.
A második tisztogatási hullám során a fizikusokat többnyire békén hagyták, egészen addig, amíg Andrej Zsdanov, a párt filozófusa és főpropagandistája, akit sokan Sztálin lehetséges utódjának gondoltak, 1947 júniusában tartott beszédében kifejezetten a kvantummechanika értelmezését vette célba.
A modern polgári atomfizikusok kanti szeszélyei
hirdette
az elektron szabad akaratára” vonatkozó következtetésekhez, az anyagot csupán hullámok bizonyos összefüggéseként való leírására tett kísérletekhez és más ördögi trükkökhöz vezetik őket.
Ez volt a kezdete
a szovjet tudománytörténet legintenzívebb ideológiai kampányának.
A komplementaritás melletti elkötelezettség (élet)veszélyessé vált.
A szovjet fizikusok védhető pozíciókat kerestek.
Fock elzárkózott a komplementaritástól mint objektív természeti törvénytől, és bírálta Bohrt a homályossága miatt. Mások a kvantummechanika „materializálásának” módját keresték.
Dmitrij Blohincev, a valós részecskék „együttesének” kollektív tulajdonságain alapuló statisztikai értelmezést támogatta, gyakorlatilag Einstein Bohr-lal folytatott 1927-es vitájából merítve indíttatást. Jakov Terletszkij, aki Tammhoz hasonlóan Leonyid Mandelstam szovjet fizikusnál tanult, egy olyan „pilótahullám” értelmezést támogatott, amelyet kezdetben Louis de Broglie francia fizikus hirdetett, mielőtt Bohr iskolája 1927-ben meghaladta volna ezt az elméletet. Ebben az értelmezésben egy valós hullámmező valós részecskéket irányít, és a valószínűségek csak azért merülnek fel, mert nem ismerjük a részleteket.
Ahogy az 1930-as években a világ egyre inkább sodródott a háború felé, sok nyugati értelmiségi a kommunizmust a nácizmus egyetlen alternatívájaként értelmezte.
A University of California, Berkeley-n a Robert Oppenheimer körül gyülekező zsidó kommunista fizikusok kis csoportjához tartozott David Bohm is. Amikor Oppenheimer 1943 elején elkezdte toborozni az elméleti szakemberek csapatát, hogy az újonnan létrehozott Los Alamos-i Nemzeti Laboratóriumban az atombomba fizikáján dolgozzanak, Bohm előkelő helyen szerepelt a listáján.
Bohm kommunista kötődése miatt azonban a Manhattan Projekt igazgatója, Leslie Groves megtagadta tőle a projekthez való csatlakozáshoz szükséges biztonsági engedélyt.
Bohm a Berkeley-n maradt, és kommunista társával és közeli barátjával, Joseph Weinberggel együtt az atombomba program miatt hiányzó Oppenheimer kvantummechanikai kurzusait vitték. A Weinberggel folytatott hosszú vitái – aki amellett érvelt, hogy a komplementaritás maga is a dialektika egy formája, és így nem áll ellentétben a marxista filozófiával -, arra ösztönözték, hogy elfogadja Bohr érveit, bár nem volt mentes a kétségektől. Kvantumelmélet című könyvében (1951), amelyet részben Oppenheimer kurzusának tanításával szerzett tapasztalataiból merített, Bohm nagyjából Bohr nézeteihez ragaszkodott.
Bohm ekkor már a New Jersey-i Princeton Egyetemre költözött. Einstein, aki 1933-ban menekült el a náci Németországból, valamikor 1951 tavaszán találkozót kért tőle. A beszélgetés újra felébresztette Bohmban a marxista materialistát. Ahogy Einstein elmagyarázta saját kételyeinek alapját, Bohm kétségei is visszatértek.
Az Einsteinnel való találkozás erősen befolyásolta kutatásom irányát,
írta később,
mert ekkor kezdett komolyan érdekelni, hogy vajon lehet-e a kvantumelméletnek determinisztikus kiterjesztése.
1943 márciusában Weinberget rajtakapták – egy, az FBI által illegálisan telepített poloska révén -, amint atomtitkokat árult el.
Weinberg szoros kapcsolatot tartott fenn Steve Nelsonnal, a San Franciscó-i térségben működő kommunista párt egyik kulcsfigurájával. A poloskát is az ő otthonában helyezték el.
Ez a bizonyíték – lévén illegálisan szerezték – a bíróságon nem volt elfogadható.
Az FBI viszont mindent bedobott a kommunista kémek leleplezésére. 1949 májusában Bohmot beidézték a képviselőház Amerika-ellenes Tevékenységek Bizottsága elé. Az ötödik kiegészítésre hivatkozott, ami megengedi, hogy a tanú ne valljon önmaga ellen – ezzel persze csak még nagyobb gyanúba keverte önmagát.
Bohmot letartóztatták, majd 1951 májusában bíróság elé állították. Felmentették (akárcsak Weinberget néhány évvel később). A McCarthy szenátor által gerjesztett kommunistaellenes hisztériába belekeveredve azonban elvesztette az állását Princetonban.
Egyedül Einstein próbált segíteni, állást ajánlott fel neki, de az új igazgató – Oppenheimer, akit most az atombomba atyjaként dicsőítettek, és akit egyre inkább kísértett az FBI érdeklődése saját baloldali múltja iránt – megvétózta Bohm kinevezését. Bohm végül az Egyesült Államokból brazíliai száműzetésbe vonult.
A marxizmus számos ellenvetést táplált a Bohr-féle komplementaritással szemben, és így hozzájárult a háború utáni kvantummechanika fejlődéséhez. A szovjet fizikusok-filozófusok azzal nyújtottak támogatást, hogy Bohr tanításában a dialektikus materializmussal ellentétes pozitivista tendenciákat találtak.
Bohm egy olyan időszakban dolgozott, amikor nem mutatkozott túl nagy érdeklődés egy olyan probléma iránt, amelyet sok fizikus filozófiai kérdésnek, és így a fizika szempontjából irrelevánsnak tartott. Sokat elmond Bohm elkötelezettségéről, hogy ellenállt a kísértésnek, hogy az ilyen kérdéseket meghagyja filozófiai természetűnek. A benne rejlő marxista nem csupán arra törekedett, hogy megmutassa, hogy lehetséges egy materialista alternatíva, hanem arra is, hogy megtalálja a módját annak, hogy az érveket a laboratórium valós világába vigye.
