Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Одномоментность» возможностей выбора





Помимо вероятностной картины работы Вселенной, которую мы называем Вероятностной Предопределённостью, учёные открыли ещё и эффект, указывающий нам на то, что все возможности в пределах Вероятностной Предопределённости открыты «одномоментно». Так что ожидать, когда откроется та или иная вероятностная возможность нет необходимости.

Про «одномоментность» всех возможностей впервые заговорил американский физик Ричард Филлипс Фейнман (1918 – 1988)[87], выдвинувший гипотезу о том, что электрон одновременно проходит все возможные пути, двигаясь к экрану через две щели (как это показано на одном из предыдущих рисунков). Б.Грин пишет (выделено нами):

 

«Фейнман усомнился в основном классическом предположении, согласно которому каждый электрон проходит либо через левую щель, либо через правую. На первый взгляд это предположение настолько фундаментально, что сомневаться в нём нелепо. В конце концов, разве вы не можете заглянуть в область, расположенную между щелями и фосфоресцирующим экраном, и посмотреть, сквозь какую щель проходит каждый электрон? Да, вы можете. Но тем самым вы измените эксперимент. Чтобы увидеть электрон, вы должны сделать с ним что-нибудь — например, осветить его, т. е. столкнуть с ним фотон. В повседневных масштабах фотон действует как исчезающе малый зонд, который отскакивает от деревьев, картин и людей, не оказывая практически никакого влияния на движение этих сравнительно больших материальных тел. Но электрон — это ничтожно малая частица материи. Независимо от того, насколько осторожно вы будете определять щель, через которую он прошёл, отражающиеся от электрона фотоны неизбежно повлияют на его последующее движение. А это изменение движения изменит результат нашего эксперимента. Если ваше вмешательство будет достаточно сильным для того, чтобы вы смогли определить щель, через которую прошёл электрон, результат эксперимента изменится. Квантовый мир гарантирует, что как только вы установили, через какую щель, правую или левую, прошёл каждый электрон, интерференция между этими двумя щелями исчезнет.

Таким образом, Фейнман укрепился в своих сомнениях: хотя повседневный опыт говорит о том, что электрон должен проходить через одну из двух щелей, к концу 1920‑х гг. физики поняли, что любая попытка проверить это якобы фундаментальное свойство неизбежно приведёт к искажению результатов эксперимента.

Фейнман провозгласил, что каждый электрон, который проходит через преграду и попадает на фосфоресцирующий экран, проходит через обе щели. Это звучит дико, но не торопитесь возмущаться, вас ждут ещё более сумасшедшие заявления. Фейнман высказал утверждение, что на отрезке от источника до некоторой точки на фосфоресцирующем экране каждый отдельно взятый электрон на самом деле перемещается по всем возможным траекториям одновременно; некоторые из этих траекторий показаны на рисунке:

Согласно формулировке квантовой механики, предложенной Фейнманом, частица, перемещающаяся из одной точки в другую, движется одновременно по всем возможным путям. Здесь показано несколько из бесконечного числа возможных траекторий для одного электрона, движущегося от источника к фосфоресцирующему экрану. Обратите внимание, что этот один электрон на самом деле проходит через обе щели.

Электрон вполне упорядоченным образом проходит через левую щель. Одновременно он столь же упорядоченно проходит через правую щель. Он направляется к левой щели, но вдруг меняет направление и устремляется к правой. Он петляет вперёд и назад и, наконец, проходит через левую щель. Он отправляется в долгое путешествие к туманности Андромеды, там он разворачивается, возвращается назад и проходит через левую щель на пути к экрану. Он движется и так и этак — согласно Фейнману, электрон одновременно «рыщет» по всем возможным путям, соединяющим пункт отправления и пункт назначения».

Вот тут-то учёным и сделать бы вывод, что существует вероятностная матрица возможных путей движения [88] микрочастицы к экрану, представленная на самом экране «рельефным» изображением плотностей вероятности расположения на нём электронов, достигших этой цели. Причём эта матрица возможных путей достижения цели обладает свойством «одномоментности» — когда все возможности потенциально в матрице существуют одновременно. А ведь если подходить ко всем возможностям как к потенциально допустимым вариантам движения к цели (на примере модели движения электрона с точки зрения Фейнмана), то для гипотетического «участника» этого процесса понятия «времени» не существует, поскольку все варианты движения (траектории) открыты перед ним «одномоментно». Остаётся лишь вопрос о выборе возможностей[89]. Кроме этого, судя по рассуждениям Грина, про «туманность Андромеды», к которой может улететь электрон, то и пространственных преград в такой матрице не существует, что и подтверждает точка зрения Фрейнмана о «свободе» выбора электроном траектории полёта и одной из щелей.

О необычном поведении пространства-времени физиками исписаны сотни и тысячи страниц в основном с математическими расчётами, опирающимися на Общую теорию относительности Эйнштейна. Теория суперструн тоже “подсела“ на Общую теорию относительности. Однако есть важное явление, на которое обращают внимание и Фейнман, и некоторые учёные, занимающиеся суперструнами. Оно связано с гипотезой «одномоментности» Фейнмана. Это явление голографичности процессов Вселенной[90]. Т.е. «одномоментность» как бы позволяет происходить процессам, тесно связанным друг с другом одновременно на разных уровнях организации Вселенской матрицы.

Эта идея охватила умы учёных разных направлений в начале 1980-х годов. Чтобы понять, что такое голографичность, приведём фрагмент из статьи Майкла Талбота «Вселенная как голограмма»[91]. Статья начинается фразой: «Существует ли объективная реальность, или Вселенная - фантазм? [92] » (выделено жирным нами):

 

«В 1982 году произошло замечательное событие. В Парижском университете исследовательская группа под руководством физика Alain Aspect провела эксперимент, который может оказаться одним из самых значительных в 20 веке.

Aspect и его группа обнаружили, что в определённых условиях элементарные частицы, например, электроны, способны мгновенно сообщаться друг с другом независимо от расстояния между ними. Не имеет значения, 10 футов между ними или 10 миллиардов миль. Каким-то образом каждая частица всегда знает, что делает другая.

Проблема этого открытия в том, что оно нарушает постулат Эйнштейна о предельной скорости распространения взаимодействия, равной скорости света. Поскольку путешествие быстрее скорости света равносильно преодолению временного барьера, эта пугающая перспектива заставила некоторых физиков пытаться разъяснить опыты Aspect сложными обходными путями. Но других это вдохновило предложить даже более радикальные объяснения.

Например, физик лондонского университета David Bohm посчитал, что из открытия Aspect следует, что объективной реальности не существует, что, несмотря на её очевидную плотность, вселенная в своей основе - фантазм, гигантская, роскошно детализированная голограмма.

Чтобы понять, почему Bohm сделал такое поразительное заключение, нужно сказать о голограммах.

Голограмма представляет собой трёхмерную фотографию, сделанную с помощью лазера. Чтобы изготовить голограмму, прежде всего фотографируемый предмет должен быть освещён светом лазера. Тогда второй лазерный луч, складываясь с отражённым светом от предмета, даёт интерференционную картину, которая может быть зафиксирована на плёнке. Готовый снимок выглядит как бессмысленное чередование светлых и тёмных линий. Но стоит осветить снимок другим лазерным лучом, как тотчас появляется трёхмерное изображение исходного предмета.

Трёхмерность - не единственное замечательное свойство, присущее голограмме. Если голограмму с изображением розы разрезать пополам и осветить лазером, каждая половина будет содержать целое изображение той же самой розы точно такого же размера. Если же продолжать разрезать голограмму на более мелкие кусочки, на каждом из них мы вновь обнаружим изображение всего объекта в целом. В отличие от обычной фотографии, каждый участок голограммы содержит информацию о всём предмете, но с пропорционально соответствующим уменьшением чёткости.

Принцип голограммы "все в каждой части" позволяет нам принципиально по-новому подойти к вопросу организованности и упорядоченности. На протяжении почти всей своей истории западная наука развивалась с идеей о том, что лучший способ понять физический феномен, будь то лягушка или атом, - это рассечь его и изучить составные части. Голограмма показала нам, что некоторые вещи во вселенной не поддаются исследованию таким образом. Если мы будем рассекать что-либо, устроенное голографически, мы не получим частей, из которых оно состоит, а получим то же самое, но поменьше точностью [93].

Такой подход вдохновил Bohm на иную интерпретацию работ Aspect. Bohm был уверен, что элементарные частицы взаимодействуют на любом расстоянии не потому, что они обмениваются некими таинственными сигналами между собой, а потому, что их разделённость иллюзорна. Он пояснял, что на каком-то более глубоком уровне реальности такие частицы являются не отдельными объектами, а фактически расширениями чего-то более фундаментального.

Чтобы это лучше уяснить, Bohm предлагал следующую иллюстрацию.

Представьте себе аквариум с рыбой. Вообразите также, что вы не можете видеть аквариум непосредственно, а можете наблюдать только два телеэкрана, которые передают изображения от камер, расположенных одна спереди, другая сбоку аквариума. Глядя на экраны, вы можете заключить, что рыбы на каждом из экранов - отдельные объекты. Поскольку камеры передают изображения под разными углами, рыбы выглядят по-разному. Но, продолжая наблюдение, через некоторое время вы обнаружите, что между двумя рыбами на разных экранах существует взаимосвязь. Когда одна рыба поворачивает, другая также меняет направление движения, немного по-другому, но всегда соответственно первой; когда одну рыбу вы видите анфас, другую непременно в профиль. Если вы не владеете полной картиной ситуации, вы скорее заключите, что рыбы должны как-то моментально общаться друг с другом, чем что это случайное совпадение.

Bohm утверждал, что именно это и происходит с элементарными частицами в эксперименте Aspect. Согласно Bohm, явное сверхсветовое взаимодействие между частицами говорит нам, что существует более глубокий уровень реальности, скрытый от нас, более высокой размерности, чем наша [94], как в аналогии с аквариумом. И, он добавляет, мы видим частицы раздельными потому, что мы видим лишь часть действительности. Частицы - не отдельные "части", но грани более глубокого единства, которое в конечном итоге так же голографично и невидимо.

И поскольку всё в физической реальности состоит из этих "фантомов", наблюдаемая нами вселенная сама по себе есть проекция, голограмма.

Вдобавок к её "фантомности", такая вселенная может обладать и другими удивительными свойствами. Если очевидная разделённость частиц - это иллюзия, значит, на более глубоком уровне все предметы в мире могут быть бесконечно взаимосвязаны. Электроны в атомах углерода в нашем мозгу связаны с электронами каждого плывущего лосося, каждого бьющегося сердца, каждой мерцающей звезды. Всё взаимопроникает со всем, и хотя человеческой натуре свойственно всё разделять, расчленять, раскладывать по полочкам все явления природы, все разделения по необходимости искусственны, и природа в конечном итоге предстаёт безразрывной паутиной. В голографическом мире даже время и пространство не могут быть взяты за основу. Потому что такая характеристика, как положение, не имеет смысла во вселенной, где ничто на самом деле не отделено друг от друга; время и трёхмерное пространство, как изображения рыб на экранах, необходимо будет считать не более чем проекциями. На этом, более глубоком уровне реальность - это нечто вроде суперголограммы, в которой прошлое, настоящее и будущее существуют одновременно. Это значит, что с помощью соответствующего инструментария может появиться возможность проникнуть вглубь этой суперголограммы и извлечь картины давно забытого прошлого.

Что ещё может нести в себе голограмма - ещё далеко не известно. Предположим, например, что голограмма - это матрица, дающая начало всему в мире, как минимум, в ней есть все элементарные частицы, которые принимали или будут когда-то принимать любую возможную форму материи и энергии, от снежинок до квазаров, от голубых китов до гамма-лучей. Это как бы вселенский супермаркет, в котором есть всё.

Хотя Bohm и признавал, что у нас нет способа узнать, что ещё таит в себе голограмма, он брал на себя смелость утверждать, что у нас нет причин, чтобы предположить, что в ней больше ничего нет. Другими словами, возможно, голографический уровень мира - просто одна из ступеней бесконечной эволюции.

Было обнаружено, что к свойствам голограмм добавилась ещё одна поразительная черта - огромная плотность записи. Просто изменяя угол, под которым лазеры освещают фотопленку, можно записать много различных изображений на той же поверхности. Было показано, что один кубический сантиметр плёнки способен хранить до 10 миллиардов бит информации».

 

Далее автор этого текста сообщает, что человеческий мозг тоже обладает свойством голографичности и поэтому он связан с голографичностью Вселенной…

Вопросам эффективности управления объективной реальностью (которая, конечно же, существует, а не является «фантомом») мы уделим внимание в следующих главах. А пока вернёмся к теме «одномоментности» выбора. Б.Грин пишет далее:

 

«Фейнман показал, что каждому из этих путей [95] можно поставить в соответствие некоторое число [96], и общее среднее этих чисел даст ту же вероятность, что и расчёт с использованием волновой функции. Итак, с точки зрения Фейнмана, с электроном не нужно связывать никакой вероятностной волны. Вместо этого мы должны представить себе нечто столь же, если не более, странное. Вероятность того, что электрон, — который во всех отношениях проявляет себя частицей, — появится в некоторой заданной точке экрана, определяется суммарным эффектом от всех возможных путей, ведущих в эту точку [97]. Этот подход к квантовой механике известен как фейнмановское «суммирование по путям».

Здесь начинает протестовать наше классическое образование: как может один электрон одновременно перемещаться по различным путям, да ещё и по бесконечному числу путей? Это возражение кажется неоспоримым, но квантовая механика — реальная физика нашего мира — требует, чтобы вы держали столь тривиальные возражения при себе. Результаты расчётов с использованием фейнмановского подхода согласуются с результатами, полученными с применением метода волновых функций, которые, в свою очередь, согласуются с экспериментальными данными. Вы должны позволить природе самой определять, что является разумным, а что — неразумным».

Конечно это лишь предположение, но предположение далеко идущее. «Частица материи» движется к некой цели всеми возможными путями, что мы определи как вероятностную матрицу возможных путей движения, в которой все пути реализуются «одномоментно». Сама «цель» представляет собой вероятностную матрицу возможных положений частицы. Теперь к этому добавилось, что вероятность появления частицы в определённой точке матрицы возможных положений определяется суммарным эффектом от всех возможных путей, ведущих в эту точку. Важно, чтоэто не только расчётные данные, но и экспериментальные данные, то есть отражение в квантовой практике микромира полевых свойств Объективной реальности. Специалисты Теории суперструн, конечно, пошли гораздо дальше Фейнмана и его предшественников[98], создав теорию неделимых многомерных субстанций, пронизывающих всё пространство Вселенной (правда опытным путём это не проверить: слишком малые величины). Но всё же все выводы, уже сделанные учёными, включая Фейнмана, дают понятие о матрице возможных состояний материи и о том, что, несмотря на «одномоментность» всех вариантов, в картине конечной цели реализуется один конкретный вариант — который является производной суммарного эффекта взаимодействия всех возможных путей движения к цели. Но, если конечное положение частицы наглядно можно увидеть на экране (также как опытным путём можно определить матрицу возможных положений), то увидеть и рассчитать все возможные пути движения частицы не представляется реальным: здесь возможен только абстрактно-«числовой» вероятностный подход, когда каждому пути ставится в соответствие определённое число.

Как сообщает Б.Грин, «Фейнман любил говорить, что вся квантовая механика может быть выведена путём тщательного осмысливания следствий одного этого эксперимента» (имеется в виду эксперимент Т.Юнга с двумя щелями и электроном, который взял на вооружение сам Р.Фейнман). Но он не остановился на необычных свойствах микромира. На основе своих наблюдений и опытов он выдвинул предположение, что и на уровне макромира тоже действуют его законы «суммирования по путям»:

 

«Однако независимо от того, насколько абсурдной является природа на уровне микромира, при переходе к нашим обычным масштабам любая теория должна приводить к привычным прозаичным событиям. Как показал Фейнман, для движения больших тел, таких как бейсбольные мячи, аэропланы или планеты, каждое из которых является огромным по сравнению с субатомными частицами, его правило определения весов различных траекторий гарантирует, что все траектории, кроме одной, взаимно сократятся при суммировании их вкладов. В действительности, когда дело касается движения классического тела, значение имеет только одна траектория из бесконечного их количества. И это именно та траектория, которая следует из ньютоновских законов движения. Вот почему в нашем повседневном мире нам кажется, что тела (такие, как брошенный в воздух мяч) следуют вдоль единственной, уникальной и предсказуемой траектории из начальной точки в пункт назначения. Но для объектов микромира фейнмановское правило назначения весов траекториям показывает, что свой вклад в движение объекта могут вносить (и часто вносят) многочисленные возможные траектории. Например, в эксперименте с двумя щелями некоторые из траекторий проходят через разные щели, приводя к образованию интерференционной картины. В микромире мы не можем гарантировать, что электрон пройдет только через одну щель или только через другую. Интерференционная картина и фейнмановская альтернативная формулировка квантовой механики недвусмысленно поддерживают друг друга».

 

И всё-таки есть разница между мячами, аэропланами и планетами. У движения планет отсутствует субъективизм управления в том смысле как мы его привыкли понимать в нашем мире. То есть, движение планет происходит без непосредственного влияния «человеческого фактора» (без вмешательства людей, как субъектов управления). А вот объекты типа мячей и аэропланов действительно движутся по траекториям, которые определяются «человеческим фактором» и их движение как правило является результирующей совокупности «весов траекторий» влияния, которые определяются несколькими субъектами управления. Тем более и конечный результат движения является функцией мер значимости влияния «различных <возможных> траекторий» на выбор единственной реализуемой траектории.

Видно, что учёные, занимающиеся опытно-теоретическим исследованием материи, задались вопросом об общих закономерностях Вселенной и поэтому для них неразличим предел влияния разных субъектов управления (в данном фейнмановском смысле на уровне микромира субъективизм проявляется как разница «весов» различных возможных траекторий частицы) на все без исключения объекты во Вселенной. Но, если есть объективно заданная матрица возможных состояний и путей движения материальных тел с присущей ей разницей «весов» траекторий — то должна быть и матрица возможностей влияния субъектов управления на пути и состояния материальных объектов Вселенной. Но постановка этого вопроса — уже не сугубо научное дело.

Влияние «наблюдателя»

Вернёмся к опытам Юнга и Фейнмана с точки зрения влияния «наблюдателя» на ход эксперимента. Для этого повторим описание опыта Фейнмана Грином с иллюстрациями из книги Грина (выделено нами):

 

«Фейнман усомнился в основном классическом предположении, согласно которому каждый электрон проходит либо через левую щель, либо через правую. На первый взгляд это предположение настолько фундаментально, что сомневаться в нём нелепо. В конце концов, разве вы не можете заглянуть в область, расположенную между щелями и фосфоресцирующим экраном, и посмотреть, сквозь какую щель проходит каждый электрон? Да, вы можете. Но тем самым вы измените эксперимент. Чтобы увидеть электрон, вы должны сделать с ним что-нибудь — например, осветить его, т. е. столкнуть с ним фотон. В повседневных масштабах фотон действует как исчезающе малый зонд, который отскакивает от деревьев, картин и людей, не оказывая практически никакого влияния на движение этих сравнительно больших материальных тел. Но электрон — это ничтожно малая частица материи. Независимо от того, насколько осторожно вы будете определять щель, через которую он прошёл, отражающиеся от электрона фотоны неизбежно повлияют на его последующее движение. А это изменение движения изменит результат нашего эксперимента.

Если ваше вмешательство будет достаточно сильным для того, чтобы вы смогли определить щель, через которую прошёл электрон, результат эксперимента изменится, и вместо картины, показанной на рисунке,

вы получите картину, подобную той, которая изображена на рисунке:

Квантовый мир гарантирует, что как только вы установили, через какую щель, правую или левую, прошёл каждый электрон, интерференция между этими двумя щелями исчезнет.

Таким образом, Фейнман укрепился в своих сомнениях: хотя повседневный опыт говорит о том, что электрон должен проходить через одну из двух щелей, к концу 1920‑х гг. физики поняли, что любая попытка проверить это якобы фундаментальное свойство неизбежно приведёт к искажению результатов эксперимента».

Иными словами, Фейнман предположил, что любое влияние на вероятностную картину всего спектра траекторий движения микрочастицы со стороны субъекта «наблюдения» способно определить единственный путь движения и конечную точку движения, что в мире больших тел подчиняется ньютоновским законам. Согласно такой логике, если «наблюдателей» несколько (а тем более, если несколько “голографических” «точек наблюдения»), то, по тому же Фейнману, путь движения частицы должен определяться суммарным эффектом от всех возможных влияний «наблюдателей», которым соответствуют определённые фейнмановские «числа» (вероятности). И, соответственно, этот путь приводит к конкретному положению частицы, определяемому «коллективно» избранным путём.

Фейнман не был приверженцем Теории суперструн и, как мы видим, в своих рассуждениях вполне мог показать, что Объективная реальность характеризуется матрицей возможных состояний материи (картина «одномоментных предложений» всех возможных вариантов движения и состояния), в которой реализуется одна возможность при переходе в реальный ньютоновский мир. Он оперировал с микрочастицами материи (точнее — с электронами), у которых, согласно его экспериментам, существуют свойства пребывать одновременно на всех возможных траекториях, создавая «наблюдателю» потенциал выбора из всех объективно заданных возможностей.

Авторы Теории суперструн, теоретически углубившись в квантовый мир до уровня «планковского порядка», считают все микрочастицы, из которых состоит материя — видами колебаний самых мелких субстанций объективной реальности, струн (цитата из книги Грина, выделено нами):

 

«Петли в теории струн имеют резонансные частоты, подобные резонансным частотам струн скрипки или пианино, на которых они предпочитают колебаться, и которые наше ухо воспринимает как музыкальные ноты и их более высокие гармоники. Но, как мы увидим далее, вместо того, чтобы звучать на определённой музыкальной ноте, каждая из разрешённых мод [99] колебаний струны в теории струн проявляется в виде частицы, масса и заряды которой определяются конкретным видом колебания. Электрон представляет собой один вид колебания струны, и‑кварк — другой, и так далее. Вместо набора разрозненных экспериментальных фактов свойства частиц в теории струн представляют собой проявления одного и того же физического свойства: резонансных мод колебаний — так сказать, музыки — фундаментальных петель струны. Та же идея применима и к взаимодействиям, существующим в природе. Мы увидим, что частицы, переносящие взаимодействия, также связаны с определёнными модами колебания струны, и, следовательно, все — вся материя и все взаимодействия — объединяются под одной и той же рубрикой колебаний микроскопических струн — «нот», на которых могут звучать струны».

 

Какие бы модели Вселенной не строили физики, придерживающиеся разных взглядов (сторонники Теории суперструн, либо Фейнмана и т.п.), в принципе есть у них всех общее — то, что высказал Фейнман, и что мы комментировали выше. Кроме этого большинство физиков признают перенос частицами (или струнами) по принципам Фейнмана «взаимодействий», характер которых связан с «настроем частиц» на определённые «резонансные моды колебаний». Эти «резонансные моды колебаний» могут проявляться не только как определённый вид частиц в микромире, но и как определённый спектр возможностей выбора путей движения частиц. И, кроме этого, «резонансные моды колебаний» могут проявляться как определённость выбора конкретного пути из всех возможных «наблюдателем» (или «наблюдателями») в случае, если тот (или те) настроят своё средство «наблюдения» на ту или иную «резонансную моду колебаний».

Это должно теоретически быть хорошо понятно при объединении результатов опытов Фейнмана и ранних опытов с фотоэффектом, когда была доказана прямая зависимость скорости вылетевших с фотопластинки электронов от частоты (а не от энергии — интенсивности) падающего света[100]. Частота это — одно из проявлений «резонансной моды колебаний». Если частота света (частота излучения фотонов, «частиц» электромагнитного поля), которым гипотетически можно «освещать» опыт с электроном и двумя щелями разная, то и траекторию мы должны получить разную (тоже гипотетически). Правда для опытного физического подтверждения этого может быть нужны более “тонкие” приёмы влияния на траекторию прохождения частицы через щель и выбор одной из двух щелей.

 

Как мы уже говорили, авторы и последователи Теории суперструн не взяли на вооружение триединство «материя-информация-мhра»[101], несмотря на то, что эти предельно обобщённые категории Мироздания (Вселенной) в процессе всех опытов последних двух столетий сами просились к ним в голову для соответствующих выводов. Хотя бы поэтому мы не можем считать Теорию суперструн универсальной окончательной теорией функционирования Вселенной (единой теории поля). Однако, некоторые моменты и выводы развития научно-практической мысли физиков весьма интересны, даже если они рассуждают в категориях квантовой физики или даже — Общей теории относительности.

Рассуждая о «разрыве пространства» (в теорию которого мы не будем вдаваться), как о катастрофе и вообще катастрофах во Вселенной с позиции Теории суперструн, Б.Грин связывает его с фейнмановской теорией:

 

«Подход Виттена[102] акцентирует различие между теорией точечных частиц и теорией струн в случае таких разрывов. Суть различия в том, что вблизи разрыва возможны два типа движения струны и только один тип движения точечной частицы. А именно, струна может двигаться, примыкая к разрыву, как и точечная частица, но, кроме того, она может опоясывать разрыв при движении, — что недоступно для точечной частицы, — как показано на рисунке.

Мировая поверхность, заметаемая струной, служит экраном, который гасит потенциально катастрофические эффекты при разрыве структуры пространства.

В результате опоясывания области разрыва струна экранирует окружающую её Вселенную от катастрофических последствий[103], которые имели бы место в противном случае. В теории струн всё происходит так, как будто мировая поверхность струны (двумерная поверхность, которую заметает струна при её движении в пространстве) эффективно играет роль барьера, на котором все пагубные воздействия геометрического вырождения пространства в точности сокращаются.

Здесь читатель вправе задать вопрос. Что будет, если разрыв действительно произойдёт, но поблизости не окажется струн, которые экранировали бы его? Насколько эффективную защиту от этой кластерной бомбы, взрывающейся в момент разрыва пространства, может дать бесконечно тонкая «броня» струны? Ответ на оба вопроса основан на важнейшем квантово‑механическом эффекте, рассмотренном в главе 4. Там было показано, что в фейнмановской формулировке квантовой механики объект, будь то струна или частица, движется от одной точки к другой, «разведывая» все возможные траектории. Наблюдаемое в результате движение есть объединение всех возможностей, и отдельные вклады каждой возможной траектории в движение точно определяются формулами квантовой механики. Если структура пространства внезапно разорвётся, то среди всех возможных траекторий движущихся струн окажутся и те, которые опоясывают место разрыва (см. рисунок выше). И хотя кажется, что около разрыва может не оказаться струн, в квантовой механике учитываются все возможные их траектории, и среди таких траекторий многие (в действительности, бесконечное число) будут опоясывать место разрыва. Виттен показал, что вклады именно этих траекторий сокращают эффект космической катастрофы, к которой привёл бы разрыв пространства».

Рассуждая в системе понятий и теорий пространства-времени, последователи Теории суперструн рассматривают «разрыв пространства», как одну из причин катастрофы Вселенной. Если отвлечься от вселенской катастрофы и от пространственно-временных понятий и перейти к более близким и понятным нам катастрофам, например, мировой глобальной катастрофы, катастрофы биосферы, экологической катастрофы, и т.п., то из фейнмановской гипотезы следует, что катастрофа (типа глобальной) возможна лишь в случае, если все возможные варианты (в вероятностной матрице пути достижения цели) будут приводить к этой самой катастрофе. А, как мы знаем, выбор возможных путей (от которых зависит и конечный результат) зависят от «наблюдателя» — субъекта управления.

Цель — тоже представляет собой матрицу возможных состояний (к тому же ещё и иерархически выстроенную: каждой вероятности соответствует своё значение), которые «одномоментно» предоставляются «частице» как возможный потенциал её нахождения. Не зная этой матрицы (цели), тяжело выбрать путь движения к ней из всего спектра. Так и физики, прежде чем выйти на траекторию движения электрона (весь спектр «одномоментных» траекторий — тоже вероятностная матрица, в которой каждая траектория имеет своё фейнмановское число, т.е. иерархически организованную частную меру объективного характера) тоже увидели вероятностную картину его расположения на фотопластинке.

А вот научно точно «подсмотреть» наперёд все возможные пути движения микрочастицы[104] учёные не могут. Эту научную неопределённость выразил в 1927 году В.Гейзенберг[105] (цитата из книги Б.Грина):

«Квантовую механику трудно понять на интуитивном уровне, ещё труднее, чем теорию относительности — для этого нужно начать мыслить подобно миниатюрному человечку, родившемуся и выросшему в микромире. Существует, однако, одно положение этой теории, которое может служить путеводителем для интуиции, своего рода пробным камнем, который отличает квантовую логику от классической. Это соотношение неопределённостей, открытое немецким физиком Вернером Гейзенбергом в 1927 г.

Это соотношение выросло из проблемы, с которой мы уже сталкивались выше. Мы установили, что процедура определения щели, через которую проходит каждый из электронов (т. е. определение положения электронов), неизбежно вносит возмущения в их последующее движение. Однако вспомним, что убедиться в присутствии другого человека можно разными способами — можно дать ему увесистый шлепок по спине, а можно нежно коснуться его. Тогда что мешает нам определить положение электрона с помощью «более нежного» источника света, который бы оказывал меньшее влияние на его дальнейшее движение? С точки зрения физики XIX в. это вполне возможно. Используя всё более слабую лампу (и всё более чувствительный датчик светового излучения), мы можем оказывать исчезающе малое влияние на движение электрона. Но квантовая механика демонстрирует изъян в наших рассуждениях. Известно, что уменьшая интенсивность источника света, мы уменьшаем количество испускаемых фотонов. Когда мы дойдём до излучения отдельных фотонов, мы уже не сможем далее уменьшать интенсивность света без того, чтобы не выключить его совсем. Это фундаментальный квантово‑механический предел «нежности» нашего исследования. Таким образом, всегда существует минимальное возмущение, которое мы вносим в движение электрона путём измерения его положения.

Что ж, все это верно. Однако закон Планка говорит, что энергия единичного фотона пропорциональна его частоте (и обратно пропорциональна длине волны). Следовательно, используя свет всё меньшей и меньшей частоты (и, соответственно, всё большей длины волны), мы можем делать отдельные фотоны всё более «нежными». Однако и здесь есть загвоздка. Когда волна направляется на объект, получаемая информация будет достаточной для того, чтобы определить положение объекта с некоторой неустранимой погрешностью, равной длине волны. Для того чтобы получить интуитивное представление об этом важном факте, представим, что мы пытаемся определить положение большой скалы, находящейся немного ниже уровня моря, по влиянию, которое она оказывает на проходящие морские волны. Приближаясь к скале, волны образуют замечательно упорядоченную последовательность следующих одни за другими гребней и впадин. После прохождения над скалой форма волн искажается — верный признак наличия подводной скалы. Но подобно самым мелким делениям на линейке, отдельный цикл волны, образованный гребнем и впадиной, является мельчайшей единицей в последовательности волн, поэтому, если мы наблюдаем только возмущение в движении волн, мы можем определить положение скалы лишь с точностью, равной одному волновому циклу, или длине волны. В случае света составляющие его фотоны представляют собой, грубо говоря, отдельные волновые циклы (при этом высота циклов определяется числом фотонов); следовательно, при определении положения объекта фотон даёт точность, равную длине волны.

Таким образом, мы сталкиваемся со своего рода квантово-механической компенсацией. Если мы используем высокочастотный свет (малой длины волны), мы можем с высокой точностью определить положение электрона. Но высокочастотные фотоны несут очень большое количество энергии и поэтому вносят большие возмущения в скорость движения электронов. Если мы используем низкочастотный свет (большой длины волны), мы минимизируем его влияние на движение электрона, поскольку фотоны, составляющие этот свет, имеют относительно низкую энергию, но в этом случае мы вынуждены пожертвовать точностью определения положения электрона. Гейзенберг выразил всё это в виде математического соотношения между точностью измерения положения электрона и точностью определения его скорости. Он установил, что эти величины обратно пропорциональны друг другу: большая точность в определении положения неизбежно ведёт к большей погрешности в определении скорости, и наоборот. Что ещё более важно, хотя мы и ограничили наше обсуждение одним конкретным способом определения местоположения электрона, согласно Гейзенбергу компромисс между точностью определения положения и скорости является фундаментальным фактом, который остаётся справедливым независимо от используемого оборудования и метода измерения. В отличие от теорий Ньютона и даже Эйнштейна, в которых движущаяся частица описывается её положением и скоростью, согласно квантовой механике на микроскопическом уровне вы не можете знать оба этих параметра с одинаковой точностью. Более того, чем точнее вы знаете один параметр, тем больше погрешность другого. Хотя мы ограничили наше описание электронами, то же самое относится ко всем составным элементам мироздания».

 

Правда высказанное выше не означает, что человек лишён возможности некоторым образом определять если не все, то некоторую часть возможных путей движения к цели, которые открыты для реализации. Только это уже не сфера научных опытов и гипотез.

Точность научных исследований в области определения наиболее вероятностных путей движения объекта к цели (из всех возможных) падает при возрастании грубого “хирургического” вторжения физических опытов в гармонично настроенный процесс работы Вселенной[106].

Энтропия «достаточно обширного разума»

Конечно ожидать от западной науки откровений про творение Вселенной бессмысленно. Нагородив довольно неудобопонимаемую (и самими авторами тоже) Теорию суперструн, современная научная мысль “отполировала” в соответствии с ней гипотезу возникновения Вселенной. Вообще-то называть Теорию суперструн «неудобопонимаемой» даже слишком мягко для сегодняшнего момента её развития. Ведь даже её последователи считают, что им удалось лишь гипотетически описать «единую теорию поля» с помощью квантовой механики и Общей теории относительности, сведя воедино математически все версии Теорий суперструн со многими оговорками. Они ограничились тем, что проверить экспериментально расчёты невозможно, поскольку при нынешнем развитии технических средств наблюдения за микромиром струна выглядит как точечная частица (следующая цитата из книги Б.Грина):

 

«Когда в 1984 г. теория струн увлекла многих физиков, виды на будущее у теорий супергравитации для точечных частиц резко ухудшились. Как уже неоднократно подчёркивалось, при точности, доступной сегодня и в обозримом будущем, струны выглядят, как точечные частицы. Это неформальное замечание можно сформулировать и в строгой форме: при изучении низкоэнергетических процессов в теории струн, т. е. процессов, в которых энергии недостаточно велики для того, чтобы прощупать протяжённую ультрамикроскопическую структуру струны, можно аппроксимировать струну бесструктурной точечной частицей в формализме квантовой теории поля. Для процессов на малых расстояниях или процессов при больших энергиях такое приближение не подходит, так как мы знаем, что протяжённость струны является важнейшим свойством, позволяющим разрешить конфликты между общей теорией относительности и квантовой теорией, которые теория точечных частиц разрешить не в состоянии. Однако при достаточно низких энергиях или на достаточно больших расстояниях эти проблемы не возникают, и такое приближение часто делается для удобства вычислений».

 

Многое из того, что на наш взгляд представляет интерес из прошлых научных опытных исследований и выводов, касающихся поведения «бесструктурной точечной частицы в формализме квантовой теории поля», мы рассмотрели в этой главе. Мы пришли к выводу о том, что у учёных уже в начале XX века были причины отказаться от стереотипов мышления в понятиях пространственно-временного поля, «второе дыхание» которым дала Общая теория относительности Эйнштейна. А после успешных проведений опытов М.Борна в 1926 году у учёных появились все основания говорить о матрице возможных состояний материи, в которую входят в том числе и пространственно-временные параметры, характеризующие положение изучаемого объекта и его динамику.

И хотя Теория суперструн дошла в своих гипотетических изысканиях до одиннадцати «вселенских» измерений (десяти пространственных и одного временного) — как видите, учёные, её последователи, так и остались в системе понятий «пространства-времени».

Правда учёные уже по меньшей мере два десятка лет рассуждают с применением понятия «информация». Мало того, у последователей Теории суперструн существуют понятия «объекты, переносящие информацию», «волновые функции объектов». То есть, учёные признали информацию как предельно обобщённую категорию, способную переноситься полевыми объектами. Но при этом они в своей теории не выделяют информации такого же “равноправного” значения, какое они уделяют материи и энергии. Для учёных информация является тем, что просто переносится различными полями-волнами. А влиянию информации на объективную реальность они уделяют весьма урезанную роль (как некоему «наполнителю» материальных субстанций: чем наполнили, то и “понеслось” гулять по Вселенной, распределяясь по своим вероятностным местам)[107]. Иными словами, учёные рассуждают в двух “плоскостях”: пространственно-временной и материально-полевой. Рассуждая во второй “плоскости”, они вспоминают про информацию, которую “помещают” внутрь полевой сущности «частиц» либо струн (в общем, «объектов»).

Информация для учёных сама по себе обладает лишь ценностью «знаний», но не более того. Ни о каких этических ценностях вселенской информации и влиянии её на процессы во Вселенной речи не идёт. Да и не может идти, поскольку выявленная опытно матрица возможных состояний материи для учёных так и осталась не просчитываемой вероятностной предопределённостью движения и состояния объекта исследования с «чёрными дырами», поглощающими не только пространство и материю, но и информацию. «Чёрные дыры», выдуманные из решений уравнений Эйнштейна, по своей сути указывают на невозможность учёных объяснить принцип работы Вселенной в понятиях «материя-информация-мhра»[108]: если нет понимания целостности Общевселенской Мhры, определяющей все материальные и информационные процессы во Вселенной, то обязательно появляются пространственно-временные «места»[109], куда «неопределённо» “утекают” и материя и информация. По поводу поглощения информации «чёрными дырами»[110] учёные спорят до сих пор (следующий текст из книги Б.Грина, выделения и сноски наши):

«Остаются две важнейшие проблемы, связанные с чёрными дырами. Первая связана с тем, что понятие чёрной дыры изменяет наши представления о детерминизме [111]. В начале XIX в. французский математик Пьер Симон Лаплас огласил строгие и далеко идущие последствия для нашей Вселенной, вытекающие из законов Ньютона: «Знание, которое в данный момент способно было бы узреть все силы, движущие природой, как и их обстоятельства у истоков сего движения, будь знание это к тому же столь велико, что все данные можно было бы подвергнуть анализу, охватило бы одной формулой и движения величайших тел во Вселенной, и движения легчайших атомов. Для знания такого ничто не было бы неясным, и будущее, равно как и прошлое, открылось бы его взору».

Другими словами, если в некоторый момент известны положения и скорости всех частиц во Вселенной, с помощью законов Ньютона можно определить (по крайней мере, в принципе) их положения и скорости для любого момента времени в прошлом или в будущем. С этой точки зрения все без исключения события, будь то образование Солнца, распятие Христа или все наши телодвижения в этом мире, строго вытекают из точных значений координат и скоростей частиц Вселенной в момент после Большого взрыва[112]. В этой жёсткой, не допускающей отклонений модели эволюции Вселенной встаёт множество запутанных философских проблем, связанных с вопросом о свободе выбора, но их актуальность сильно снизилась после открытия квантовой механики [113]. Как обсуждалось, соотношение неопределённостей Гейзенберга подрывает детерминизм Лапласа [114], так как в принципе нельзя узнать точные положения и скорости элементов Вселенной. На смену классическому пришло описание в терминах волновых функций, в котором можно рассуждать лишь о вероятностях того, что данная частица находится в том или ином месте, либо имеет ту или иную скорость.

Однако низвержение аргументов Лапласа не было полным крахом концепции детерминизма. Волновые функции, описывающие вероятности в квантовой механике, изменяются во времени по совершенно определённым математическим правилам, таким, как уравнение Шрёдингера (или его более точные релятивистские обобщения, например уравнение Дирака и уравнение Клейна‑Гордона). Это говорит о том, что классический детерминизм Лапласа заменяется квантовым детерминизмом [115]. Зная волновые функции всех фундаментальных объектов Вселенной в определённый момент времени, «достаточно обширный разум» может определить волновые функции в любой предшествующий или последующий момент [116]. Квантовый детерминизм утверждает, что вероятность определённого события в выбранный момент времени в будущем полностью определяется знанием [117] волновых функций в любой предшествующий момент. Вероятностная картина квантовой механики существенно смягчает детерминизм Лапласа, замещая неизбежность исходов их возможностью, однако последняя полностью определяется в общепринятом формализме квантовой теории [118].

В 1976 г. Хокинг[119] объявил, что даже этот смягчённый вариант детерминизма нарушается из-за существования чёрных дыр.

Эти вычисления, как и вычисления энтропии[120], были невероятно сложными, но главная мысль легко уловима. Если какой-нибудь объект попадает в чёрную дыру, туда же отправляется и его волновая функция. Но это означает, что наш «достаточно обширный разум», пытающийся определить волновые функции для будущих моментов, будет фатально сбит с толку чёрной дырой [121]. Чтобы полностью предсказать то, что будет завтра, сегодня нам нужно знать все волновые функции. И если некоторые из них сгинули в омуте черной дыры, то содержащаяся в них информация потеряна [122].

На первый взгляд это осложнение, вызванное существованием чёрных дыр, может показаться несущественным. Всё, что скрылось за горизонтом событий чёрной дыры, отрезано от остального мира — так не проще ли вообще забыть об объектах, которых угораздило туда попасть? Кроме того, рассуждая философски, разве нельзя представить себе, что информация, которую переносили попавшие в дыру объекты, не потеряна для Вселенной, а просто скрыта в области пространства, которую мы, разумные существа, решили избегать любой ценой? До открытия Хокингом того, что чёрные дыры не совсем чёрные, ответ на эти вопросы был бы положительным. Но результат Хокинга об излучении чёрных дыр всё меняет. Излучение переносит энергию, и поэтому при излучении чёрной дыры её масса медленно уменьшается — дыра медленно испаряется. При этом расстояние от центра дыры до горизонта событий постепенно сокращается, и когда завеса отступает, прежде отрезанные от мира области снова оказываются на сцене космического бытия. Вот тут-то мы со своими философскими доводами и наступаем на грабли: восстановится ли информация, которую переносили проглоченные дырой объекты и которая, как мы представляли, хранится внутри чёрной дыры, после того, как чёрная дыра испарится? Без этой информации квантовый детерминизм будет нарушен, так что последний вопрос приобретает глубокий смысл: не могут ли чёрные дыры вносить ещё больший элемент случайности в эволюцию Вселенной?».

То есть, из квантовых неопределённостей, выраженных Гейзенбергом, учёные вывели некую «случайность» эволюции Вселенной, а «утечка информации» придаёт этой «случайности» ещё большую долю случайности образования и эволюции Вселенной. И весь этот научный бред о «случайностях» и связанных с ними «чёрных дырах» — является следствием того, что западный учёный разум не может признать первичность Общевселенского Разума [123] и поэтому он не может признать объективности Общевселенской Мhры[124], несмотря на то, что её существование в миниатюре доказано опытным путём самими же учёными.

Как можно понять из Теории суперструн, изложенной в книге Б.Грина, учёные так и не пришли к единству мнений о том, «теряется информация или нет». Утверждение о потере информации в «складках пространственно-временных узлов» так и осталось доминировать в науке. И это утверждение основано на Общей теории относительности Эйнштейна. А поскольку в книге Б.Грина утверждается, что «чёрная дыра может быть окном в другую вселенную, связанную с нашей лишь в центре чёрной дыры», то и информация (какая бы она не была) уносится в другую Вселенную[125]. Также учёные считают, что в «чёрной дыре», которая ведёт в другую Вселенную, «исчезает само время»: «там, где останавливаются стрелки часов нашей Вселенной, начинается отсчёт времени вселенной, которая прикреплена к нашей». И это — признание учёных в невозможности полного научного познания Вселенной, поскольку там, «где исчезает время» (для учёных) всегда остаётся непризнанная ими Общевселенская Матрица[126], отсчёт времени в которой известен Тому, Кто её создал. Теория суперструн тоже не решила пока для себя вопрос о потере информации.

Это означает, что Теория суперструн, даже если она логически и математически складывается в некую «единую теорию поля» — не является предельно обобщённой «единой теорией поля», охватывающей все аспекты возможностей во Вселенной. Да физики это и сами признают. Ведь даже полная вероятностная картина микромира для научного ума теоретически непостижима вследствие работы «квантово-механической компенсации», выраженной неопределённостями Гейзенберга (см. предыдущую главу). А практически увидеть, что творится на уровне самых мельчайших субстанций Мироздания не позволяет техника. Вот и приходится довольствоваться пространственно-временными выкладками и неопределённостями, выраженными в теории как «чёрные дыры», на базе которых и выстроена суперсовременная научная космология.

Date: 2015-09-18; view: 352; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию