1977 г.Август Том 122, вып. 4 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК 530.145.06(09 ) РОЖДЕНИЕ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ*) Дж. МехраМне доставляет огромное удовольствие выступать на этом известномколлоквиуме, и я нахожу особенно волнующим то, что это собрание посвящено памяти Вернера Гейзенберга.Гейзенберг внес важный вклад в развитие многих разделов квантовой физики: в атомную и молекулярную физику, физику ядер и элементарных частиц, в квантовую теорию поля -но именно с открытием квантовой механики неразрывно связано его имя.Рождение квантовой механики подарило нам один из наиболее замечательных эпизодов в истории науки; он также богат, сложен, драматичен и трогателен, как и все в истории, человеческой мысли
1977 г.Август Том 122, вып. 4 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК 530.145.06(09 ) РОЖДЕНИЕ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ*) Дж. МехраМне доставляет огромное удовольствие выступать на этом известномколлоквиуме, и я нахожу особенно волнующим то, что это собрание посвящено памяти Вернера Гейзенберга.Гейзенберг внес важный вклад в развитие многих разделов квантовой физики: в атомную и молекулярную физику, физику ядер и элементарных частиц, в квантовую теорию поля -но именно с открытием квантовой механики неразрывно связано его имя.Рождение квантовой механики подарило нам один из наиболее замечательных эпизодов в истории науки; он также богат, сложен, драматичен и трогателен, как и все в истории, человеческой мысли
М.Б.Менский квантовая механика, сознание и свобода воли Интерпретация квантовой механики, предложенная в 1957 г.Эвереттом, часто называется многомировой интерпретацией.Она предполагает, что при измерении не происходит редукции состояния, т.е.исчезновения всех, кроме одной, компонент волновой функции, соответствующих альтернативным результатам измерения.Вместо этого в интерпретации Эверетта предполагается, что все эти альтернативы являются одинаково реальными, но сознание разделяет эти альтернативы, т.е.они воспринимаются независимо друг от друга.В предложенной автором Расширенной Концепции Эверетта (РКЭ) разделение альтернатив отождествляется с феноменом сознания (который сам по себе до сих пор не находит объяснения).Это позволяет сделать целый ряд шагов в понимании феномена сознания и его проявлений, в том числе таких, как свобода воли, а также необычные явления, происходящие в сознании в состояниях типа сна, транса или медитации. ВведениеВ квантовой механике имеются концептуальные проблемы, которые можно выразить в форме парадоксов и которые возникают при описании процесса измерения квантовой системы.Эти проблемы возникли с появлением квантовой механики и не решены до сих пор.
Р. А. АРОНОВ ... Два мира есть у человека:
Один, который нас творил,
Другой, который мы от века
Творим по мере наших сил. ... Н. Заболоцкий ... Эти слова Н. Заболоцкого, разумеется, многозначны. Что понимать под миром, который нас творил, - ту область объективной действительности, ту область природы, в которой в процессе фило- и онтогенеза формируется человек, ее классические законы и свойства, или же другую область объективной действительности, другую область природы, в которой реализуются качественно иные, неклассические квантовые законы и свойства? Что понимать под миром, который мы от века творим по мере наших сил, - сознание человека, его законы и свойства или же законы и свойства объективной действительности, законы и свойства природы, которые формируются под воздействием человека (в соответствии с так называемым телесным подходом в эпистемологии) [1]? ... Развитие науки, прежде всего физики, физиологии и психологии свидетельствует о том, что речь идет о первых вариантах этих альтернатив - об области объективной действительности, области природы, в которой в процессе фило- и онтогенеза формируется человек, об ее классических законах и свойствах и соответственно о сознании человека, его законах и свойствах, формирующихся под воздействием именно этой среды. А это значит, что человек имеет дело в объективной действительности, в природе не с одним миром, а с двумя - непосредственно с классическим миром, в котором реализуются неквантовые, классические законы и свойства, и опосредованно - с квантовым миром, в котором реализуются неклассические, квантовые законы и свойства. ... Анализ физических и философских оснований квантовой механики свидетельствует о том, что она может быть последовательно интерпретирована как теория, описывающая такие формы объективной действительности, для которых характерна относительность, специфическая связь некоторых фундаментальных свойств материальных объектов и взаимоотношений между ними, выступающая как корреля- ... стр. 83 ... ция соответствующих альтернатив, таких как корпускулярные и волновые свойства квантовых объектов, как пространственно-временные и причинные отношения между ними [2]. ... Особенность измерения такого рода свойств квантовых объектов и взаимоотношений между ними, осуществляемого познающим субъектом-наблюдателем с помощью соответствующего прибора, состоит в том, что его результатом являются не значения физических величин, характеризующие эти свойства до акта их измерения познающим субъектом-наблюдателем, а нечто отличное от них - их неквантовые, классические проекции на прибор, которые, естественно, не являются квантовыми корреляциями соответствующих альтернатив, а по необходимости реализуют в каждом конкретном случае лишь какую-то одну из этих альтернатив. ... Эта особенность квантовых измерений на протяжении всего XX столетия являлась предметом острых дискуссий, которые продолжаются до сих пор. Характерна в этом отношении статья [3], в которой предлагается иная интерпретация того, что происходит с такого рода свойствами квантовых объектов и взаимоотношений между ними в квантовом измерении, принципиально отличная от той, о которой шла речь выше. Последний этап в описании квантового измерения, заключающийся в выборе одного из множества альтернативных результатов измерения, оказывается для самой квантовой механики чужеродным, - говорится в ней. - По своей природе этот этап является классическим по той причине, что сознание наблюдателя, воспринимающее в конечном счете результат измерения, оперирует только классическими образами [3. С. 64]. ... По своей природе этот этап действительно является классическим, но отнюдь не из-за того, что сознание познающего субъекта-наблюдателя оперирует только классическими образами. Это утверждение М. Б. Менского, как мне представляется, основано на явном недоразумении. История науки, религии и многочисленных отклонений от них с несомненностью свидетельствует о том, что сознание познающего субъекта-наблюдателя оперирует не только классическими образами. Достаточно сослаться хотя бы на создание квантовой механики, чтобы убедиться в этом, а именно в том, что сознание познающего субъекта-наблюдателя оперирует не только классическими, но также и качественно отличными от них неклассическими, квантово-механическими образами. ... Напомню здесь лишь об одном из таких неклассических, квантово-механических образов, которым оперирует сознание познающего субъекта-наблюдателя и в соответствии с которым квантовая механика описывает квантовые объекты и взаимоотношения между ними с помощью так называемых некоммутативных величин, для которых от перемены мест сомножителей произведение меняется: UV - VU ≠ 0. В области применимости классической физики ничего подобного, как известно, нет: все объекты и взаимоотношения между ними в этой области описываются при помощи коммутативных величин, для которых UV не отличается от VU. ... Исторически процесс изучения свойств материальных объектов и взаимоотношений между ними в области применимости квантовой механики, естественно, начался с экстраполяции на нее коммутативной парадигмы классической физики.
Среди всех физических теорий квантовая механика считается наиболее полным и глубоким описанием физического мира. Используемый ей понятийный аппарат существенно отличается от представлений классической физики. В самом деле, переход от классической к квантовой физике знаменует подлинную революцию в нашем понимании материального мира. Одно из наиболее ярких различий между классической и квантовой физикой состоит в следующем: классическая механика предполагает, что всем физическим величинам в одно и то же время могут быть приписаны точные значения, тогда как квантовая механика отрицает эту возможность. Хрестоматийный пример положение и импульс частицы. Согласно квантовой механике, чем точнее известна координата частицы, тем менее точно можно сказать, каков ее импульс (и наоборот). Такова упрощенная и предварительная формулировка принципа неопределенности положения и импульса в квантовой механике. Данный принцип сыграл важную роль во многих дискуссиях на тему философского значения квантовой механики, в особенности в дебатах по поводу согласованности т.н. копенгагенской интерпретации, которой придерживались основоположники квантовой механики Вернер Гейзенберг и Нильс Бор. Несомненно, принцип неопределенности вовсе не является единственным концептуальным различием между классической и квантовой физикой: представление квантовой механики о таких понятиях, как (не)локальность, запутанность и тождественность, полностью переворачивают классические воззрения на природу.
Предлагаемая книга состоит из двух частей и посвящена систематическому анализу квантовой механики и современной теории электромагнитных явлений. Обсуждаются некоторые некорректности применения математики в теоретической физике. В данной первой части подробно разбираются базовые понятия квантовой механики, её аппарат, методы и применения и демонстрируется их необоснованность, а часто и внутренняя противоречивость наиболее распространённой версии - копенгагенской интерпретации квантовой механики. Книга содержит критический анализ экспериментов, положенных в основу данной теории. Всё это в совокупности доказывает, что общепринятая версия квантовой механики представляет собой временную конструкцию, и требуется создание новой непротиворечивой теории микромира. Также в книге обсуждаются некоторые альтернативные идеи, применимые к микромиру. Данная книга может оказаться полезной для студентов, аспирантов, преподавателей, научно-технических работников и всех, кто интересуется основаниями физики. Здесь помещена допечатная версия книги. В печатном виде книгу можно приобрести в редакции: http://urss.ru/cgi-bin/db.pl?lang=Ru&blang=ru&page=Book&id=180585
В статье рассматриваются парадоксы квантовой механики с точки зрения психологии восприятия. Одним из наиболее существенных является влияние наблюдателя на результат квантового измерения, связанный с так называемой редукцией волновой функции, о котором писал еще Норберт Винер в своей фундаментальной работе «Математические основы квантовой механики». Основной проблемой здесь является то, что этот процесс не описывается в парадигме и средствами квантовой физики. Однако и влияние сознания наблюдателя на физический процесс, который рассматривается многими, также создает парадокс. Если есть такое взаимодействие, оно должно проходить по физическим законам, но это не приведет к редукции волновой функции. Если же это не физический фактор, то он не может воздействовать на физическую систему. В настоящей работе рассматривается модель трансляции информации о реальности из системы бессознательного, представленного в виде состояний в пространстве Гильберта, в сознание в виде объектного пространственно-временного представления. Отметим, что квантовая система описывается волновой функцией, которая представлена в многомерном пространстве Гильберта, причем представление реальности в этом пространстве дает эффекты, схожие с явлениями нашего бессознательного. Напротив, в сознании реальность представлена в физическом пространстве-времени в объектном виде. Преобразование одного представления в другое дает те же соотношения неопределенности и другие эффекты, что и квантовая механика. Поскольку для системы сознания источником новой информации является то, что находится за его границей, если «не вводить лишних сущностей», единственную реальностью для него составляет бессознательное. Причем индивидуальные сознания могут быть связаны с коллективным бессознательным, как это предполагали психолог К. Юнг и физик В. Паули.
К столетнему юбилею квантовой теории (несколько замечаний) *) В.Л.Гинзбург 14 декабря 1900 г.Макс Планк сделал в Берлине доклад «К теории распределения энергии излучения нормального спектра», который обоснованно считается актом рождения квантовой теории.В настоящее время, через сто лет, квантовая теория (и особенно ее нерелятивистский вариант -квантовая механика) лежит в фундаменте всего естествознания.Квантовая механика представляет собой, как известно, обобщение классической (ньютоновской) механики на область атомных (микроскопических) явлений.Другое, второе великое обобщение классической механики, в этом случае на область движений с большими скоростями -это теория относительности.При этом релятивистская теория гравитации и, в частности, ее простейший вариант -общая теория относительности Эйнштейна (ОТО) является неквантовой теорией, т.е.не учитывает квантовых эффектов.Обобщение ОТО (или, возможно, более общей классической релятивистской теории гравитации) на квантовую область является важнейшей, быть может главной задачей современной теоретической физики.Эта проблема осознана уже довольно давно, но попытки ее решить в прошлом веке не увенчались успехом -она «перешла» на новое столетие.Квантовое обобщение ОТО очевидным образом необходимо для исследования космологических вопросов и, вообще, областей пространства-времени вблизи сингулярностей, присутствующих в ОТО (помимо космологической сингулярности речь идет о черных дырах и некоторых топологических «дефектах»).Впрочем, область сверхсильных гравитационных полей представляет актуальный интерес и в теории *) Статья для сборника «100 лет квантовой теории (история, физика, философия)».