А.Ю.Севальников Квант и время в современной физической парадигме В 2000 году исполнилось 100 лет со дня рождения квантовой механики.Переход через рубеж столетий и вековповод погово рить о времени, и в данном случае как раз в связи с юбилеем кванта.Привязка понятия времени к идеям квантовой механики могла бы показаться искусственной и надуманной, если бы не одно обсто ятельство.Мы до сих пор не понимаем смысла этой теории.«Можно с полной уверенностью говорить, что никто не понимает смысла кван товой механики»,утверждал Ричард Фейнман.Столкнувшись с микроявлениями, мы столкнулись с некоторой тайной, которую пытаемся разгадать уже целый век.Как не вспомнить слова велико го Гераклита, что «природа любит таиться».Квантовая механика полна парадоксов.Не отражают ли они саму суть этой теории?У нас есть совершенный математический аппарат, красивая математическая теория, выводы которой неизменно под тверждаются на опыте, и при этом отсутствуют сколь ни будь «ясные и отчетливые» представления о сути квантовых феноменов.Теория здесь выступает скорее символом, за которой скрыта иная реальность, проявляющаяся в неустранимых квантовых парадоксах.«Оракул не открывает и не скрывает, он намекает», как говорил тот же Гераклит.Так о чем же намекает квантовая механика?У истоков ее создания стояли М.Планк и А.Эйнштейн.В центре внимания была проблема излучения и поглощения света, т.е.про блема становления в широком философском смысле, а следователь но, и движения.Эта проблема как таковая до сих пор не становилась в центр внимания.
А.Ю.Севальников Квант и время в современной физической парадигме В 2000 году исполнилось 100 лет со дня рождения квантовой механики.Переход через рубеж столетий и вековповод погово рить о времени, и в данном случае как раз в связи с юбилеем кванта.Привязка понятия времени к идеям квантовой механики могла бы показаться искусственной и надуманной, если бы не одно обсто ятельство.Мы до сих пор не понимаем смысла этой теории.«Можно с полной уверенностью говорить, что никто не понимает смысла кван товой механики»,утверждал Ричард Фейнман.Столкнувшись с микроявлениями, мы столкнулись с некоторой тайной, которую пытаемся разгадать уже целый век.Как не вспомнить слова велико го Гераклита, что «природа любит таиться».Квантовая механика полна парадоксов.Не отражают ли они саму суть этой теории?У нас есть совершенный математический аппарат, красивая математическая теория, выводы которой неизменно под тверждаются на опыте, и при этом отсутствуют сколь ни будь «ясные и отчетливые» представления о сути квантовых феноменов.Теория здесь выступает скорее символом, за которой скрыта иная реальность, проявляющаяся в неустранимых квантовых парадоксах.«Оракул не открывает и не скрывает, он намекает», как говорил тот же Гераклит.Так о чем же намекает квантовая механика?У истоков ее создания стояли М.Планк и А.Эйнштейн.В центре внимания была проблема излучения и поглощения света, т.е.про блема становления в широком философском смысле, а следователь но, и движения.Эта проблема как таковая до сих пор не становилась в центр внимания.
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.
Первая не решенная до сих пор проблема теоретической физики – проблема квантовой гравитации – предполагает построение единой теории, объединяющей общую теорию относительности и квантовую теорию. До сих пор все предпринятые попытки ее построения не увенчались успехом. Но похоже, что один специфический ответ на этот вопрос существует, хотя в силу своей природы он не находился в центре внимания исследователей. Анализ логических проблем квантовой теории приводит к обнаружению общих логических оснований теории относительности и квантовой механики. Оказывается, логическая структура обеих дисциплин основывается на конструкции ортомодулярной решетки, а не булевой алгебры, характерной для классической физики. С другой стороны, учитывая, что и квантовая теория, и теория относительности представляют собой неклассические дисциплины, общая для квантовой теории и релятивистской теории ортомодулярная логическая структура, лежащая в основании квантовой логики и каузальной логики пространства-времени, может расцениваться как логическое основание неклассической науки в целом, как характерный признак неклассического типа научной рациональности, позволяющей учитывать связи между знаниями об объекте и характером средств и операций деятельности. Конструкция ортомодулярной решетки используется также и в релятивистской квантовой теории. В этом случае, как показано, например, в работе Марка Хэдли «Логика квантовой механики, выведенная из классической общей относительности» [Hadley, 1997], разумные допущения о роли измерительного прибора приводят к ортомодулярной решетке высказываний, характерной для квантовой логики. При этом ортомодулярная решетка не закладывается в основание теории, но обнаруживается в процессе исследования при детальном анализе. Она присутствует и в квантовой теории, и в теории относительности. Но может ли она лечь в основу единого формализма, дающего решение проблемы квантовой гравитации? Скорее всего, наличие ортомодулярной решеточной структуры в недрах квантовой теории и теории относительности является следствием неклассического характера этих дисциплин: отсутствие выделенной импликации (кондиционала) в ортомодулярной решетке (как показано в работе [Kalmbach, 1974], существует как минимум пять подобных кондиционалов) указывает на необходимость контроля за особенностями наших наблюдений, поскольку неявный выбор «импликативной» связи между квантовыми высказываниями способен повлиять на результаты наблюдения. DOI: 10.21146/2074-1472-2018-24-2-78-84
Каковы метафизические импликации квантовой физики Один из способов ответить на этот вопрос состоит в том, чтобы рассмотреть теоретическое влияние на наше понимание объектов как индивидов с четко определенными условиями тождественности. В соответствии со стандартным взглядом , который развивался одновременно с квантовой революцией, квантовая теория подразумевает, что фундаментальные частицы физики не могут считаться индивидуальными объектами в этом смысле. Этот взгляд помог развитию нестандартных формальных систем, которые подходят для репрезентации неиндивидуальных объектов. Однако высказывалось и мнение, что квантовая физика на самом деле совместима с метафизикой индивидуальных объектов, но эти объекты неразличимы таким образом, что нарушается известный принцип тождества неразличимых Лейбница. Против последнего утверждения недавно были выдвинуты новые аргументы, что помогло возобновить дискуссию о влиянии теории. В результате мы столкнулись с некоторой недодетерминацией релевантной метафизики со стороны физики, в которой, с одной стороны, есть квантовые объекты как индивиды, а с другой квантовые объекты как неиндивиды. Считается, что подобная недодетерминация таких фундаментальных метафизических комплексов имеет важное значение для дискуссии о реализме и антиреализме.
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 стандартной физике время — фундаментальная координата. Оно входит в уравнения движения, в метрику пространства-времени, в лагранжиан. Но откуда оно берётся — не объясняется. В общей теории относительности время — часть пространства-времени. В квантовой механике время — внешний параметр. В космологии время начинается с Большого взрыва — но что это значит, не определено. Проблема: если время — фундаментальная координата, то почему у неё есть начало? Что было «до»?
Открытие квантовой механики в XX веке, привело к пересмотру целого ряда установок, в том числе и философского характера. Великий датский физик Нильс Бор занимался не только вопросом разработки этой новой области: его интересовал ответ на вопрос, как она согласуется с господствующей научной теорией. Он и его коллеги создали концепцию, которую впоследствии назовут копенгагенской интерпретацией квантовой теории. Но в начале научного пути Бор занимался преимущественно не столь глобальными вопросами, его внимание было сосредоточено на проблеме природы атома. Именно тогда он сделал ряд открытий, которые заставили его впоследствии переосмыслить всю физику.