Валентин Ирхин - Крылья Феникса; Введение в квантовую мифофизику

М. Мамардашвили в Психологической топологии пути (лекция 7) подробно объясняет, что для наиболее важных понятий (добро, понимание) причин нет и быть не может: отсутствие причин и называется Богом. В этом смысле квантовая физика, порвав с классическим (лапласовским) детерминизмом, кажется, действительно проникла в какие-то более глубоко лежащие пласты реальности, чем классическая физика.

Применения вероятностного языка в квантовой и классической физике отличаются еще и вот чем. В классическом случае всегда складываются вероятности независимых событий. В квантовом же случае складываются амплитуды - комплексные числа, квадрат модуля которых и дает значения вероятности того или иного события. Именно это и приводит к появлению интерференционных, то есть волновых, явлений. При этом основным законом квантовой механики является сформулированный П. Дираком принцип суперпозиции: если система может находиться в двух различных состояниях, то она может находиться и в произвольной суперпозиции (говоря математически -линейной комбинации) этих состояний. Например, если электрон может находиться в состоянии с определенными значениями пространственных координат (то есть, попросту говоря, быть локализованным в какой-то точке), то возможно и такое его состояние, когда он (с разными вероятностями) обладает всеми этими значениями координат одновременно. Аналогичное утверждение справедливо и для скоростей: существует бесчисленное множество состояний, в которых электрон не имеет определенной величины и направления вектора скорости. Более того, оказывается, что не существует таких состояний, в которых электрон одновременно имел бы точные значения и координат, и скоростей (принцип неопределенности Гейзенберга).

Важно подчеркнуть, что в тех случаях, когда квантовая механика соглашается отвечать на тот или иной вопрос, ее ответы неизменно подтверждались всеми до сих пор выполненными экспериментами. Например, она способна вполне успешно рассчитывать характеристики различных спектральных линий в атомах, молекулах и твердых телах, расстояния между атомами в молекулах, и т. д., и до сих пор физики нигде не столкнулись с ее неадекватностью. Разумеется, в каждом конкретном расчете приходится делать какие-то дополнительные приближения, которые приходится контролировать отдельно, но в ряде случаев мы имеем точное решение задачи, например, для спектра атома водорода. При этом никаких расхождений между результатами экспериментов и предсказаниями квантовой механики обнаружить не удается. Более того, квантовая механика имеет множество успешных практических применений (транзисторы и лазеры - два, пожалуй, наиболее очевидных и эффектных примера). В то же время на ряд вопросов, традиционно считавшихся вполне допустимыми (например, о значении координаты и скорости электрона в данный момент времени), она никакого ответа не дает. В такой ситуации не приходится говорить о неправильности квантовой механики, но кажется уместной постановка вопроса об ее неполноте, то есть неокончательном характере, и существовании более фундаментальной теории, способной дать ответы на вопросы, лежащие за пределами квантовой физики. Такую позицию, в частности, занимал первооткрыватель корпускулярно-волнового дуализма Эйнштейн. Известно его высказывание Бог не играет в кости, означающее отказ признать чисто статистическую теорию за истину в последней инстанции. Приведем более полную цитату (которая явно вызывает библейские и даже каббалистические ассоциации) и ряд связанных с ней:

Квантовая механика заслуживает всяческого уважения, но внутренний голос подсказывает мне, что это не настоящий Иаков. Теория дает много, но к таинствам Старого она не подводит нас ближе. Во всяком случае, я убежден, что Он не играет в кости.

(Из письма А. Эйнштейна М. Борну 4.12.1926)

Очевидно, никогда в прошлом не была развита теория, которая, подобно квантовой, дала бы ключ к интерпретации и расчету группы столь разнообразных явлений. Несмотря на это, я все-таки думаю, что в наших поисках единого фундамента физики эта теория может привести нас к ошибке: она дает, по-моему, неполное представление о реальности, хотя и является единственной, которую можно построить на основе фундаментальных понятий силы и материальных точек... Неполнота представления является результатом статистической природы (неполноты) законов.

(А. Эйнштейн. Собр. научн. трудов. Т. 4. М., 1967. С. 220)

Целью теории является определение вероятности результатов измерений в системе в заданный момент времени. С другой стороны, она не пытается дать математическое представление того, что действительно имеет место, или того, что происходит в пространстве и времени. В этом пункте современная квантовая теория радикально отличается от всех предшествующих физических теорий как механических, так и полевых. Вместо того, чтобы дать модель для изображения реальных пространственно-временных событий, она дает распределения вероятности для возможных измерений как функций времени... Некоторые физики, и в том числе и я сам, не могут поверить, что мы раз и навсегда должны отказаться от идеи прямого изображения физической реальности в пространстве и времени или что мы должны согласиться с мнением, будто явления в природе подобны азартным играм.

(Там же, С. 238, 239)

Поднятый Эйнштейном вопрос о неполноте законов чрезвычайно важен, если вспомнить двойственную роль Закона в Библии, особенно в Новом Завете. С одной стороны, Закон свят:

Не думайте, что Я пришел нарушить закон или пророков: не нарушить пришел Я, но исполнить. Ибо истинно говорю вам: доколе не прейдет небо и земля, ни одна иота или ни одна черта не прейдет из закона, пока не исполнится все.

(От Матфея 5:17- 18)

Итак, мы уничтожаем закон верою? Никак; но закон утверждаем.

(К Римлянам 3:31)

В то же время Закон производит гнев, потому что, где нет закона, нет и преступления (Рим. 4:15). Евангелие предлагает смело отбросить Закон, доверившись благодати и непредсказуемому Духу.

И от полноты Его все мы приняли и благодать на благодать, ибо закон дан чрез Моисея; благодать же и истина произошли чрез Иисуса Христа.

(От Иоанна 1:16- 17)

Но ныне, умерши для закона, которым были связаны, мы освободились от него, чтобы нам служить Богу в обновлении духа, а не по ветхой букве.

(К Римлянам 7:6)

Не имея возможности останавливаться на этой, очень непростой, проблеме подробно (см. нашу книгу Уставы небес, гл. 6), отметим ее связь с индетерминизмом квантовой механики. Законы классической физики -это, если можно так выразиться, законы прямого действия: они буквально предписывают природным объектам, как вести себя в той или иной ситуации, скажем, как перемещаться под действием приложенных внешних сил, и т. д. Основной закон квантовой механики - уравнение Шредингера - вполне детерминистичен в том смысле, что позволяет в принципе строго вычислить изменение состояния системы. При этом, однако, состояние (технически говоря, волновая функция) - это всего лишь набор величин, позволяющих определить вероятности тех или иных исходов экспериментов. Сама волновая функция не измерима, но лишь определяет (вероятностно!) возможные исходы различных измерений. Уместно здесь процитировать Алмазную Сутру: