Борис Шулицкий - Мадэализм — концепция мировоззрения III тысячелетия (заметки по поводу модернизации физической теории)

«Очевидное противоречие между свойствами волн частиц разрешилось совершенно непредвиденным образом, поставив под вопрос саму основу механистического мировоззрения — реальность материи. Внутри атома материя не существует в определенных местах, а скорее «может существовать»; атомные явления не происходят в определенных местах и определенным образом наверняка, а скорее «могут происходить». Язык формальной математики квантовой теории называет эти возможности вероятностями и связывает их с математическими величинами, предстающими в форме волн. Вот почему частицы могут в то же время быть волнами. Это «вероятностные волны» — абстрактные математические величины со всеми характерными свойствами волн, выражающие вероятности существования частиц в определенных точках пространства в определенные моменты времени. Все законы атомной физики выражаются в терминах этих вероятностей. Мы никогда не можем с уверенностью говорить об атомном явлении; мы можем только сказать, насколько вероятно, что оно произойдет» (4,60).

Таким образом, квантовая теория показывает ограниченность классических представлений о твердых телах и о строгом детерминизме природных законов. «На субатомном уровне вместо твердых материальных объектов классической физики наличествуют волноподобные вероятностные модели, которые, к тому же, отражают вероятность существования не вещей, а, скорее, взаимосвязей. Тщательный анализ процесса наблюдения в атомной физике показал, что субатомные частицы существуют не в виде самостоятельных единиц, но в качестве промежуточного звена между подготовкой эксперимента и последующими измерениями . Так, квантовая теория свидетельствует о фундаментальной цельности мироздания , обнаруживая, что мы не можем разложить мир на отдельные, «строительные кирпичики». Проникая в глубины вещества, мы видим не самостоятельные компоненты, а сложную систему связей между различными частями единого целого. В этих связях непременно фигурирует наблюдатель. Человек-наблюдатель представляет собой конечное звено в цепи процессов наблюдения, и свойства любого объекта атомной действительности следует воспринимать, обязательно учитывая взаимодействие его с наблюдателем. Это означает, что классический идеал «объективного» описания природы отошел в небытие. Имея дело с атомной действительностью, нельзя следовать картезианскому разделению мира и личности, наблюдателя и наблюдаемого. В атомной физике нельзя сообщить информацию о природе таким образом, чтобы остаться при этом «в тени». Удивительно видеть, как наука двадцатого века, появившаяся на свет в момент картезианского разделения, преодолевает его ограниченность и возвращается к идее единства, высказывавшейся еще древними философами Греции» (4,60).

Сильное воздействие на наши представления о материи оказала упоминавшаяся ранее теория относительности. «В классической физике масса тела всегда ассоциировалась с некоей неразрушимой материальной субстанцией, с неким «материалом», из которого, как считалось, были сделаны все вещи. Теория относительности показала, что масса не имеет отношения ни к какой субстанции, являясь одной из форм энергии. Однако энергия — это динамическая величина, связанная с деятельностью или процессами. Тот факт, что масса частицы может быть эквивалентна определенному количеству энергии, означает, что частица должна восприниматься не как нечто неподвижное и статичное, а как динамическая структура , процесс, вовлекающий энергию, которая проявляет себя в виде массы некой частицы» (4,68).

«Возможность возникновения материальных частиц из чистой энергии, наблюдавшаяся в лаборатории миллионы раз — воистину самое необыкновенное следствие из теории относительности. До того, как физика стала рассматривать частицы с позиции теории относительности, считалось, что материя состоит либо из неразрушимых и неизменяемых элементарных частиц, либо из сложных объектов, которые можно разложить на более мелкие, и вопрос был лишь только в том, возможно ли бесконечно делить материю на все более мелкие единицы или существуют мельчайшие неделимые частицы. Начало новому взгляду на частицы положил Дирак, сформулировавший релятивистское уравнение для описания поведения электронов. В нем была предсказана фундаментальная симметричность материи и антиматерии и процессов синтеза и аннигиляции частиц. Открытие Дирака осветило проблему делимости вещества новым светом. При столкновении двух частиц с высокой энергией они обычно разбиваются на части, размеры которых, однако, не меньше размеров исходных частиц. Это частицы, возникающие из энергии движения (кинетической энергии), задействованной в процессе столкновения. В результате проблема делимости материи решается совершенно непредвиденным образом. Единственный способ дальнейшего деления субатомных частиц — их столкновение с использованием высокой энергии, но при этом мы не можем получить более мелких частей, так как частицы просто возникают из используемой нами энергии. Итак, субатомные частицы одновременно делимы и неделимы» (4,69).

Это положение дел будет казаться парадоксальным до тех пор, пока мы придерживаемся взглядов о сложных «предметах», состоящих из «более мелких предметов». «Парадокс исчезает только при динамическом релятивистском подходе . Тогда частицы воспринимаются как динамические структуры или как процессы, задействующие некоторое количество энергии, заключенной в их массе. В процессе столкновения энергия двух частиц перераспределяется и образует новую структуру и, если кинетическая энергия столкновения достаточно велика, то новая структура может включать дополнительные частицы, которых не было в исходных частицах» (4,69).

Итак, повторим, «эксперименты последних десятилетий раскрыли динамическую сущность мира частиц . Частицы воспринимаются как динамические структуры или как процессы, задействующие некоторое количество энергии, связанной с их массой. Любая частица может быть преобразована в другую; энергия может превращаться в частицы, и наоборот. В этом мире теряют смысл такие понятия классической физики, как «элементарная частица», «материальная субстанция», «изолированный объект». Вселенная представляет собой подвижную сеть нераздельно связанных энергетических процессов. Всеобъемлющая теория для описания субатомной действительности еще не найдена, но уже сейчас существует несколько моделей, вполне удовлетворительно описывающих некоторые ее аспекты. Все они не свободны от математических трудностей и порою противоречат друг другу, но все же отражают при этом глубинное единство и подвижность материи. Они показывают, что свойства частицы могут быть поняты только в терминах ее активности, то есть взаимодействия с окружающей средой, и что частицы следует рассматривать не как самостоятельные единицы, а как неотделимые части целого» (4,70).