Уставы небес, 16 глав о науке и вере - Ирхин Валентин Юрьевич (читать полные книги онлайн бесплатно .TXT) 📗
Наконец, кратко коснемся так называемого квантового эффекта Зенона. Название связано со знаменитой апорией (парадоксом) древнегречеческого философа Зенона "Стрела": движения нет, так как его можно представить как последовательность положений покоя. В квантовой механике эта апория в определенном смысле прямо соответствует реальному положению вещей. Как уже отмечалось, невозможно предсказать, распадется или нет в данный момент времени нестабильная квантовая система (помимо радиоактивного распада, речь может идти, например, о высвечивании избыточной энергии атома или молекулы, находящейся в квантовом состоянии не с наименьшей энергией, то есть в возбужденном состоянии). Так вот, оказывается, в ряде случаев (говоря более технически, речь идет о системах с дискретным энергетическим спектром) квантовая механика приводит к следующему выводу: непрерывное отслеживание состояния системы блокирует распад! Иными словами, пока проводятся непрерывные измерения, имеющие целью проверить, находится ли система еще в возбужденном состоянии, она будет там находиться. Это по-видимому еще более яркая иллюстрация влияния процесса наблюдения на так называемую "реальность", демонстрирующая всю неоднозначность последнего понятия.
Центральным вопросом в современных спорах об интерпретации квантовой механики является вопрос о "реальности" волновой функции (см., например, книги R. Penrose и J. S. Bell в списке литературы). Для копенгагенской интерпретации (Н. Бор, В. Гейзенберг, В. Паули, М. Борн) характерна трактовка волновой функции как меры нашего знания/незнания о состоянии системы. К. Лаурикайнен так резюмирует взгляды В. Гейзенберга и М. Борна по этому вопросу: "квантовая механика описывает наше знание атомного мира, а не атомный мир сам по себе" (цит. соч., p. 55). При таком подходе никаких трудностей с пониманием парадокса ЭПР и родственных ему явлений нет вообще:
Предположите, что некоторое лицо N ездит из Ленинграда в Москву и обратно, проводя в среднем одинаковое время в каждом из этих городов. В Москве и Ленинграде сидят наблюдатели и производят, скажем, ежедневно "наблюдения", а именно, констатируют наличие или отсутствие N. Длительная статистика покажет им, что вероятность нахождения в каждом из городов равна 1/2. Но если мы примем в расчет только те наблюдения ленинградского наблюдателя, при которых произведенные в тот же день наблюдения москвича дали 1, то мы получим, что вероятность пребывания в Ленинграде равна нулю. Вот и вся редукция волнового пакета (Л. И. Мандельштам, Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике, М.: Наука, 1972, с. 348).
Трудность, однако, возникает в другом месте: получается, что закон физики (уравнение Шредингера) говорит нечто не о физическом мире "как он есть сам по себе", а о мере (нашего) знания/незнания, т.е. о вещах вполне субъективных. В. Паули был в этом отношении вполне последовательным, говоря о физике и психологии как двух дополнительных (в боровском смысле) способах описания реальности, равно фундаментальных и несводимых друг к другу. Он писал даже о символическом характере квантовой реальности (см. цит. выше книгу Лаурикайнена). Для большинства физиков такой подход оказался, однако, чересчур радикальным. Нежелание "допустить" в физику понятие сознания приводит к выводу о физической реальности волновой функции. Впрочем, некоторые сторонники такой точки зрения отдают себе отчет в том, что современная квантовая механика допускает такую интерпретацию только с большими натяжками и выражают надежду на изменение ее основных законов (например, при учете квантово-гравитационных эффектов). Интересная программа такого будущего развития предложена в книгах Р. Пенроуза "The Emperor's New Mind", "Shadows of the Mind". По нашему мнению, недостатком этой конструкции является недооценка роли диссипативного окружения. Как обсуждалось выше на примере "шредингеровской кошки", при учете окружения многие парадоксы, которые Пенроуз считает неразрешимыми, естественным образом снимаются в рамках существующего формализма.
Возможны различные спекуляции при применении квантовой механики к Вселенной как целому. Отметим, что при таком широком применении трудности возникают с любыми законами физики (например, известный старый вывод из второго начала термодинамики о "тепловой смерти" Вселенной). Однако в квантовом случае (который по-видимому заведомо реализовывался на ранних стадиях эволюции Вселенной, когда вообще не было классических объектов) трудности усугубляются. Как из парадокса шредингеровской кошки, так и из квантового эффекта Зенона можно сделать вывод, что разрушение квантовой интерференции и фиксация Вселенной в одном определенном состоянии (то есть создание "порядка" из хаоса квантовых вероятностей) могла бы осуществляться при наличии "наблюдателя" за ней.
Ряд физиков утверждает, что роль такого "наблюдателя" мог бы играть обычный физический механизм - гравитационное поле, действующее во Вселенной (см., например, книгу М. Менского в списке литературы). Однако более глубоким кажется предположение о принципиально открытом характере наблюдаемой "физической" Вселенной, действии на нее факторов другого порядка (снова вспомним бога-демиурга Платона). Во всяком случае, представляется бесспорным, что современная физика по-видимому приблизилась к рубежу (или даже перешла его), за которым дальнейшее развитие не может происходить в форме традиционной естественной науки, строго изолированной от всех "метафизических" вопросов.
Конкретно, речь идет о том, можно ли рассматривать физическую Вселенную как замкнутую систему. Любая религия безусловно дает на этот вопрос отрицательный ответ. Согласно религиозной традиции, творение мира "извне" продолжается:
Даешь им - принимают, отверзаешь руку Твою - насыщаются благом; скроешь лице Твое - мятутся, отнимешь дух их - умирают и в персть свою возвращаются; пошлешь дух Твой - созидаются, и Ты обновляешь лице земли (Псалтырь 103:28-30).
Держава и страх у Него; Он творит мир на высотах Своих! (Иов 25:2)
Отец Мой доныне делает, и Я делаю... Истинно, истинно говорю вам: Сын ничего не может творить Сам от Себя, если не увидит Отца творящего: ибо, что творит Он, то и Сын творит также (От Иоанна 5:17,19).
В мистических традициях ислама считается, что мир ежесекундно творится и разрушается Аллахом (интересно, что здесь можно провести формальную аналогию с аппаратом квантовой механики, где эволюция системы описывается на языке операторов рождения и уничтожения частиц в данной точке пространства и в данный момент времени).
Мы создали вас, и почему вам не поверить? Видели ли вы то, что извергаете семенем, вы ли творите это, или Мы творцы? Мы распределили вам смерть, - и Нас не опередить! - с тем, чтобы заменить вас подобными, и воссоздать вас в том, как вы этого не знаете (Коран 56:57-61).
Бог обновляет каждый день свое творение (Талмуд, трактат Хагига).
Кто кроме Его промышляет о земле? И кто управляет всею вселенною? Если бы Он обратил сердце Свое к Себе и взял к Себе дух ее и дыхание ее, - вдруг погибла бы всякая плоть, и человек возвратился бы в прах (Иов 34:13-15).
