Сформулирована время-симметричная теория (ВСТ) как теоретическая основа время-симметричной физики (ВСФ), классической, релятивистской и квантовой. ВСТ исходит из широко используемого в физики частиц факта, что описание античастиц положительной энергии, идущих вперёд в пространстве и времени, эквивалентно описанию частиц отрицательной энергии, идущих назад в пространстве и времени (Зисман 1940, Штюкельберг 1941, Фейнман 1949). В ВСТ этот фундаментальный факт обобщается, формулируя принцип эквивалентности физики частиц и применив его на все физические явления в системе покоя частиц отрицательной энергии. В результате, группа преобразований ВСТ включает также инерциальные системы, которые движутся назад в пространстве и времени с координатами, связанными с обычными координатами 4-инверсией. Это привело к формулировке время-симметричной теории относительности и соответствующей релятивистской квантовой механике. В последней вероятности остаются положительными, но билинейные формы волновых функций связаны с потоками вероятностей, знаки которых зависят от направления движения вдоль осей координат, включая ось времени. Поэтому в ВСТ уравнение Клейна-Гордона является состоятельным уравнением для амплитуд вероятностей, а теория фермионов содержит необходимые коррективы, которые делают её физически более последовательной, не меняя её основные наблюдательные следствия. Применения ВСТ к квантовым полям будут рассмотрены во второй статье.
Сформулирована время-симметричная теория (ВСТ) как теоретическая основа время-симметричной физики (ВСФ), классической, релятивистской и квантовой. ВСТ исходит из широко используемого в физики частиц факта, что описание античастиц положительной энергии, идущих вперёд в пространстве и времени, эквивалентно описанию частиц отрицательной энергии, идущих назад в пространстве и времени (Зисман 1940, Штюкельберг 1941, Фейнман 1949). В ВСТ этот фундаментальный факт обобщается, формулируя принцип эквивалентности физики частиц и применив его на все физические явления в системе покоя частиц отрицательной энергии. В результате, группа преобразований ВСТ включает также инерциальные системы, которые движутся назад в пространстве и времени с координатами, связанными с обычными координатами 4-инверсией. Это привело к формулировке время-симметричной теории относительности и соответствующей релятивистской квантовой механике. В последней вероятности остаются положительными, но билинейные формы волновых функций связаны с потоками вероятностей, знаки которых зависят от направления движения вдоль осей координат, включая ось времени. Поэтому в ВСТ уравнение Клейна-Гордона является состоятельным уравнением для амплитуд вероятностей, а теория фермионов содержит необходимые коррективы, которые делают её физически более последовательной, не меняя её основные наблюдательные следствия. Применения ВСТ к квантовым полям будут рассмотрены во второй статье.
Интерпретация Зисмана-Штюкельберга-Фейнмана (ЗШФ), описывая античастицы как частиц отрицательной энергии, идущих назад в обычном времени, делает релятивистскую квантовую механику (РКМ) ковариантной, но релятивистская теория не была согласована с ней. Последовательное согласование с интерпретацией ЗШФ привело к время-симметричной теории относительности (ВСТО) (статья 1). В ВСТО принцип относительности распространён на системы покоя частиц отрицательной энергии, идущие в нижний световой конус, а группа симметрии расширена до общей группы Лоренца О(1,3) с 4-инверсией. В данной статье на базе ВСТО формулируется время-симметричная РКМ (ВС РКМ). Состояния частиц отрицательной энергии в их системах покоя преобразуются в обычные системы отсчёта с отражением оси времени. В формализме Гамильтона-Якоби трансляционная симметрия ведёт к общему релятивистскому волновому уравнению для компонент волновой функции любой свободной частицы с квадратичным гамильтонианом. Учёт в нём релятивистской связи энергии и импульса даёт уравнение Клейна-Гордона, из которого следуют общее среднее 4-импульса и общий поток вероятности, временные компоненты которых описывают потоки в обе стороны оси времени и отрицательны при отрицательной энергии. Специальные волновые уравнения с первой производной по времени (Даффина-Кеммера-Петью для спинов 0 и 1, и Дирака для спина ½) учитывают смешивание компонент волновой функции из-за спина и взаимодействий. В ВСТО 4-векторы токов меняют знак при 4-инверсии, что корректирует теории бозонов и фермионов, исключая прежние парадоксы и ошибки. Время-симметричные амплитуды перехода в пропагаторном подходе ведут к причинным пропагаторам и к обычной диаграммной технике. Полная энергия системы частиц в петлевой диаграмме создаёт внешнее гравитационное поле, которое замедляет собственные времена относительно мирового времени вплоть до застывания на планковской длине, гравитационном радиусе системы. Это ведёт к гравитационной регуляризации петлевых диаграмм, делая их конечными, а поля Стандартной Модели (кроме скалярного) и квантовую гравитацию ещё и перенормируемыми. Квантование полей на базе ВСТО изложено в статье 3.
Рассматривается проблема трактовки понятия “реальность”, а также её методологическое представление в физике и психологии. Обсуждаются различные подходы к вопросу о существовании “объективной реальности”, независимой от позиции наблюдателя. С точки зрения А. Эйнштейна, единственной задачей науки является определение “того, что есть”, а с точки зрения Н. Бора и В. Гейзенберга, переход от возможного к реальному происходит во время акта наблюдения, и нет независимой от наблюдателя реальности. Более сильное выражение последней позиции заключено в утверждениях Р. Пенроуза и М.Б. Менского об участии сознания в редукции волновой функции. С позиции психологической науки авторы статьи рассматривают данную проблему как переход в описании мира от языка волновых процессов, обладающих “связностью” или “спутанностью” (язык гильбертовых пространств, на котором “говорит” бессознательное), к предметному языку сознания, для которого процессы более адекватно описываются в пространстве-времени с соответствующей метрикой (Евклида, Лобачевского или Римана).
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.
В статье дается обзор тех работ по квантовой логике, которые непосредственно связаны с математическим обоснованием квантовой механики, а именно — с формулированием квантово-теоретической теории вероятностей. Развитие математического аппарата квантовой механики связывается с линией: П.А.М. Дирак (его книга 1927 г. «Принципы квантовой механики»), И. фон Нейман («Математические основания квантовой механики» — 1932 г.), статья Г. Биркгофа и И. фон Неймана о квантовой логике (1936 г.). При этом показано, что дальнейшее развитие идей Биркгофа и фон Неймана привело к формулированию квантовотеоретической концепции вероятности, обобщающей классическую аксиоматику А.Н. Колмогорова и заполняющей те пробелы математической строгости, которые оставались в книге фон Неймана (1932 г.). DOI: 10.21146/2074-1472-2017-23-2-123-139
Теория броуновского движения была первой теорией физики, в которой физическая величина (коэффициент диффузии) оказалась связанной с моментом случайной величины (средним квадратом смещения броуновской частицы). В результате экспериментально измеряемое положение броуновской частицы должно считаться испытанием случайной величины, а выборка таких измерений позволяет провести оценку физической величины, связанной с моментом случайной величины. Это обстоятельство обсуждено в рамках двух критериев измерения из книги Баса ван Фраассена - определенность значения и достоверность измерения. Второй критерий следует модифицировать по сравнению с проведением обычных измерений, и на этом пути возникает аналогия с рассмотрением ван Фраассена проблемы координации реальных измерений на основе квантовой механики. Также в статье обсуждаются возможные позиции о связи случайной величины в теории физики и мира. Представлена позиция Эйнштейна о вероятности как признака неполной теории физики, а также более гибкая позиция В. В. Налимова об использовании теории вероятности на практике.
В книге на основе определенного философского подхода и под новым углом зрения рассматриваются: 1. Специальная теория относительности. Сущность указанной теории раскрывается с помощью метода моделирования. Это позволяет понять не только действительный смысл преобразований Лоренца, но и решить проблему инертной и тяжелой масс. 2. Рассматриваются геоны - экзотические объекты, появляющиеся в результате гравитационного взаимодействия безмассовых квантов энергии. 3. Обсуждаются некоторые необычные свойства многомерных пространств. Показано, почему наше пространство трехмерно и как возможно поместить наблюдаемую Вселенную в геометрической точке;. 4. Выполнено квантование знаменитого гравитационного уравнения Эйнштейна, установлены новые соотношения неопределенностей и следствия из них. 5. Обсуждается феномен интуитивного мышления, его связь с квантовой механикой и аристотелевой логикой а также применение принципа дополнительности Бора к иррациональной стороне действительности. Книга адресована физикам, философам, психологам, студентам, аспирантам, ученым - всем, кто интересуется современной наукой.