Константин Крамаренко - Вещи не то, чем кажутся. 100 фреймов УНИВЕРСУМА

Эти две сформулированные философские концепции являлись предметом спора выдающихся физиков XX века Альберта Эйнштейна и Нильса Бора о природе микромира. Бор считал, что микромир имеет вероятностную природу и объективный характер. Эйнштейн, напротив, полагал, что за фасадом случайности скрываются фундаментальные закономерные процессы, где никакая непредсказуемость существовать не может.

Спор двух гениев во второй половине XX века обрёл научно-техническую возможность выяснить, какая из этих кардинальных позиций верная. Джон Стюарт Белл сформулировал теорию скрытых параметров, позволяющую избежать схоластики и экспериментально проверить данные концепции. Французский физик Ален Аспе (Alain Aspect) и его последователи осуществили эксперименты, которые позволили установить истинность этих позиций. Если прав Эйнштейн, то степень скоррелированности процессов в микромире имеет меньше значение, если оно высокое, то прав Бор.

Два фотона, генерируемые из одного источника, находясь в состоянии суперпозиции, движутся в противоположных направлениях к поляризационным плёнкам. Вероятность успешно миновать плёнку для каждого составляет 50/50, однако в эксперименте либо они оба пролетают преграды, либо ни один из них. Третьего варианта не регистрировалось [8].

Результаты опыта Аспе и других исследователей подтвердили позицию Бора. Интересно, что на уровне макромира этот эксперимент выглядел бы следующим образом. Представим двух людей, сидящих спинами друг к другу и одновременно бросающих монеты. Если у них постоянно и одновременно выпадает, то орел, то решка – прав Бор. Если иначе, то прав Эйнштейн.

Тем не менее, не всё так однозначно. Существуют случайные процессы (правильнее их называть псевдослучайными), которые заключаются в генерации псевдослучайных чисел с помощью компьютерных алгоритмов, например, в программе Excel. Однако они не имеют никакой случайности, и всё же в конкретных последовательностях соответствуют ей. Это чёткие алгоритмы, математические формулы, в которых на самом деле нет случайности, но они проходят все тесты на её реализацию. Принимаются именно как случайные, как будто были получены в результате бросания игральных костей или оборота колеса рулетки. Эти числа имеют случайное распределение при определённых ограничениях, широко используются в науке и технике, но они детерминированы. Существует возможность, что и в природе есть некие скрытые механизмы, так же, как и в искусственной генерации псевдослучайных чисел, которых мы пока просто не знаем.

Кроме этого, есть голографическая модель реальности, согласно которой, всё, что существует в нашей Вселенной, есть проекция другой двухмерной Вселенной, имеющей голографическую природу, где случайности нет. Она имеет сложную квазипериодическую основу, состоящую из комплекса многих колебаний, но которые, в принципе, расчётны. И хаоса там нет и быть не может.

В таком случае наш мир возникает в результате трансляции параллельной Вселенной, и, зная первичную голографическую реальность, обладая алгоритмами реализации, можно понять, предсказать или устранить случайность. Тогда победа в споре остаётся за Эйнштейном, а значит, случайностей в нашем мире не существуют. Бог не играет в кости…

Иммануил Кант был не только выдающимся философом, но и физиком, который на 100 с лишним лет предвосхитил основное положение физики микромира. Речь идёт о его понимании реальности и её взаимодействии с человеческим субъектом. Основные положения этого изложены в его труде «Критика чистого разума», вышедшего в свет в 1781 году.

И. Кант утверждал, что вещи существуют вне и независимо от человеческого субъекта, которые он называл «вещами в себе». На самом деле, кроме уже отмеченной, есть по крайней мере три трактовки, чем они являются. Это то, что остаётся непознанным в явлении, а также то, что лежит в трансцендентной сфере, находящейся за пределами нашего опыта и наконец то, что представляет идеал безусловного познания [9]. Почему же Кант считал, что «вещи в себе» непознаваемы?

Он исходил из положения о взаимодействии «вещей в себе» с чувственностью человеческого субъекта. Основными формами, по его мнению, являются пространство и время, а не ощущения и восприятие, т. е. пространство и время не есть атрибуты внешнего мира, присущие объектам. Поэтому «вещам в себе» нельзя приписывать их свойства. Они ими не обладают. Результат взаимодействия порождает явления, но они не открывают нам подлинного существования объектов внешнего мира. Кант приводит пример: «Предположим, что вы укололись иглой и почувствовали боль, но боль и игла – это разные вещи», т. е. формы чувственности, взаимодействующие с объектами, видоизменяют их свойства, и отделаться от этого невозможно.

При этом даже рациональные способности, такие как рассудок и разум, здесь не помогут. Они предназначены лишь для обработки материала явлений чувственной сферы и не могут выйти за её пределы. Если разум, оперирующий идеями и принципами, попытается выйти в трансцендентные сферы, то он запутается в противоречиях.

С чем же столкнулась физика на рубеже XX века, когда стала изучать микромир? Оказалось, что микрофизические объекты проявляли свойства волн или частиц в зависимости от того с какими приборами они взаимодействовали. Возник так называемый квантовый дуализм, некий кентавр, несущий в себе противоречие. Действительно, волна непрерывна, а частица дискретна. Как один и тот же объект может обладать такими двойственными свойствами?

Датский физик Нильс Бор вышел из этой ситуации, сформулировав принцип дополнительности, согласно которому всё зависит от взаимодействия микрообъекта с приборами. Приборы вмешиваются в состояния объекта и видоизменяют его. Отделаться от их влияния невозможно, поэтому разные приборы и по-разному проявляют эффект этого взаимодействия [10]. В связи с этим приписывать самим микрообъектам свойства либо волн, либо частиц неправомерно, они такими свойствами не обладают. На вопрос о том, а как же всё-таки микрообъекты выглядят без приборов, ответ Н. Бора был таков: «Мы не знаем, поскольку нет средств установить это». Ну и чем данное положение в принципе отличается от учения И. Канта о «вещах в себе»?

Формулировка немецким физиком Вернером Гейзенбергом принципа неопределённости ещё более запутало картину микрофизической реальности и привело к странным и во многом необъяснимым эффектам. Принцип неопределённости основывается на вероятностном понимании явлений микромира, в частности, пространственного и импульсного описания микрофизических явлений. Если, скажем, пространственное положение объекта не определено, то он может обнаруживать свою локализацию в определённой сфере, что ведёт к туннельному эффекту. Если поместить тонкое зеркало внутри световода, то фотоны пройдут через него и пронесут с собой информацию. Поскольку их положение не определено, то они туннелируются через препятствие. Долгое время считалось, что принципы дополнительности и неопределённости органично связаны между собой, однако в настоящее время установлено, что они имеют самостоятельное значение.