kirill_nav_1

Category:

Моя философия. Трансцендентальный тринитарный реализм. — 72

Моя философия. Трансцендентальный тринитарный реализм: (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), (14), (15), (16), (17), (18), (19), (20), (21), (22), (23), (24), (25), (26), (27), (28), (29), (30), (31), (32), (33), (34), (35), (36), (37), (38), (39).

Уточнение метафизики из современной физики: (40), (41), (42), (43), (44), (45), (46), (47), (48).

Путь к синтезу философии Аристотеля и Канта: (49), (50), (51), (52), (53), (54), (55), (56), (57), (58), (59), (60), (61), (62), (62), (63), (64), (65), (66), (67), (68), (69), (70), (71),

Таким образом, рассмотрев некоторые аспекты квантовой механики — в том числе уже и с привлечением некоторого математического формализма, используемого в квантовой механике — мы обозначили круг проблем, которым мы теперь попытаемся дать свое «объяснение», исходя из нашей философии и уже с учетом всего сказанного ниже. То есть исходя из представления, что ключевой проблемой квантовой механики является отсутствие в ней правильного понимания времени и природы квантовых объектов. 

Квантовые объекты, утверждаем мы, существуют совершенно объективно, независимо от наших измерений и наблюдений — и в этом смысле они ничем принципиально не отличаются от макрообъектов. Однако объективно — вне измерений или взаимодействия с другими физическими системами — существуют они совершенно иначе, чем макрообъекты — в том смысле, что их состояние не задается полностью локальным пространством и временем, и квантовые объекты вполне могут существовать в М-времени. То есть вне локального пространства, «нелокально», как некое «вращение» в М-времени. И именно это «вращение» в М-времени и описывает волновая функция в левой части любых формул и уравнений квантовой механики.  

Далее, если квантовая система вступает во взаимодействие с другой квантовой системой или макросистемой, то ее состояние уже описывается как суперпозиция нескольких состояний. В представлении через волновую функцию это состояние описывается как уравнение волновой функции, где в правой части такого уравнения уже стоит одна, две или более комплексных волновых функций, каждая из которых соответствует одному из этих состояний суперпозиции. А в представлении Гейзенберга это состояние описывается через «вектор состояния» в гильбертовом пространстве, причем «собственные значения» (направляющие такого векторного пространства) должны быть, как говорят физики, «нормированы», чтобы сумма всех состояний была равна единице, как полная вероятность состояния системы. 

То есть здесь мы уже не описываем квантовую систему «как она есть объективно», а описываем состояние квантовой системы, поставленную в определенные локальные условия и обстоятельства. Так, в случае с фотоном из примера ниже, такое уравнение описывает, как поведет себя квантовая система (или как она себя может повести), которую мы называем «фотоном» или «электромагнитной волной», если этот квантовый объект направить на полупрозрачное стекло. Чуть ранее я назвал это состояние «первым схлопыванием» волновой функции, но все же это, наверное, будет не совсем корректно (хотя бы потому, что физики под «схлопыванием» волновой функции понимают только то, что мы ранее назвали «вторым схлопыванием»). Ну, ок, будем называть такое состояние квантовой системы (в суперпозиции нескольких состояний) «первой определенностью» волновой функции. 

Что здесь важно? Важно, что здесь состояние квантового объекта описывается уже как взаимодействие с другими физическими системами. И поэтому здесь волновая функция — то есть «вращение» квантовой системы в М-времени — получает свою определенность. При этом физики понимают «суперпозицию» двух или более состояний квантовой системы как некие «альтернативные состояния» квантовой системы, исключающие друг друга. Так, в примере ниже фотон, по мнению физиков, должен либо пройти сквозь полупрозрачное стекло, либо от него отразиться. А поскольку и теоретически, и экспериментально доказано, что «фотон» каким-то образом реализует обе эти альтернативы, у физиков возникает представление, что «фотон» как бы «расщепляется» на две копии (и отсюда вся эта чушь «многомировой интерпретации» квантовой механики).

Но кто это сказал? Кто сказал, что квантовый объект должен как-то «расщепляться» на две «копии»? Проблема здесь в том, что — как мы постарались показать это ранее — квантовые объекты не являются ни частицами, ни волнами. И тот квантовый объект, который мы (то есть физики) называют «фотоном» или «электромагнитной волной», объективно, «сам по себе», не является ни тем, ни другим. Он может проявить себя как частица или волна — в зависимости от локальных условий, от того, с какой локальной физической системой он взаимодействует. Но как некая объективная реальность, этот квантовый объект никогда не есть ни то, ни другое. И поэтому при взаимодействии с полупрозрачным стеклом он вполне может проявить себя как две разделившиеся «волны» — одна из которых отражается от стекла, а вторая проходит сквозь него. И при этом обе эти «волны» являются одинаково реальными.

То есть здесь у физиков возникает проблема только потому, что они определяют «реальность» этих двух «волн» по тому, в какой из них — в случае если на пути этих «волн» будут установлены детекторы — этот квантовый объект будет зафиксирован как частица, как «фотон». Тем самым как бы негласно допуская, что этот квантовый объект всегда каким-то образом существует как частица, а поскольку частица — в отличие от волны — не может одновременно двигаться в двух разных направлениях (сквозь стекло и отражаясь от него), физики «задним числом» приписывают результаты последующих своих измерений начальным условиям существования этого квантового объекта.

Но квантовый объект не есть ни волна, ни частица. И если в результате измерения этого квантового объекта физики всегда фиксируют его в качестве частицы только в одном из двух этих направлений, то это вовсе не значит, что он и всегда существует таким образом. Фиксируя этот квантовый объект в качестве частицы, физики лишь вводят новое условие для определения этого квантового объекта, вводят дополнительное условие для нового «проецирования» квантового объекта на локальное пространство и время, но без этого условия — то есть без размещения детекторов — этот квантовый объект как частица просто не существует. Как не существует проекции какого-либо объекта на какую-либо плоскость без этой плоскости. 

Поэтому никакого «расщепления фотона» в опыте с посеребренным стеклом, конечно, не происходит. Просто квантовый объект, который до стекла мы могли определить как один «луч света», разделяется на два «луча», один из которых проходит сквозь стекло, а второй от него отражается. И эти два «луча» одинаково реальны. И поэтому если мы затем сведем эти два «луча» вместе с помощью зеркал, мы получим картинку интерференции. То есть при столкновении с полупрозрачным стеклом квантовый объект — который до этого мы могли более-менее четко локализовать, как одну «волну», как один «луч света», становится уже нелокальным, — и этот квантовый объект уже существует как две «волны», два «луча», двигающихся в разных направлениях.  

Ну, да, здесь мы снова — как и в явлении со спутанными фотонами — сталкиваемся с нелокальностью квантовых объектов и квантовых явлений. Но нам нужно лишь признать эту нелокальность, а потом постараться дать какое-то внятное и рациональное объяснений этой нелокальности, а не заниматься фантазиями, представляя все это таким образом, что у фотона вдруг образуются какие-то «две копии», которые существуют в каких-то «двух мирах». Все это полнейший бред, конечно.  

Поэтому если квантовый объект находится в суперпозиции нескольких состояний, то это ни в коем случае нельзя понимать как некое «расщепление» квантового объекта на несколько альтернативных и взаимоисключающих состояний. Состояние суперпозиции описывает весь квантовый объект целиком, и ни одно из этих «альтернативных состояний» из его суперпозиции не существуют без других «альтернативных состояний». Примерно так же, как игральный кубик всегда остается шестигранным кубиком, и, описывая его «альтернативные состояния» — как суперпозицию возможности выпадения одного из шести его значений, когда одна из его граней займет на горизонтальной плоскости положение «вверх» — мы описываем объективную природу кубику, то, что он является симметричным шестигранником.

Но что мы описываем таким образом в квантовой механике? То, что представляет из себя квантовый объект «объективно», «сам по себе»? Нет. «Объективно» квантовый объект есть некое его «вращение» в М-времени, и это его «вращение» еще никак не определено в отношении какого-либо локального времени и пространства. То, что из себя представляет посеребренное полупрозрачное стекло? Тоже нет. Мы описываем результат взаимодействия этого квантового объекта с посеребренным стеклом. То есть состояние квантового объекта при уже вполне определенных условиях, когда он уже поставлен в некую определенность относительно другой физической системы — полупрозрачного стекла, существующего в локальном пространстве и времени. Так же, как и описание состояния кубика как выпадение одного из его шести значений уже подразумевает, что мы уже задали горизонтальную плоскость, относительно которой состояние кубика может быть описано как выпадение одного из шести его значений. Без этой горизонтальной плоскости кубик получить такое определение не может. И, скажем, пока кубик вращается в воздухе или в каком-то безвоздушном пространстве, — когда горизонтальная плоскость, относительно которой может быть определено его значение, еще не задана — никакого значения, которое мы можем определить через положение кубика относительно горизонтальной плоскости, просто не существует. Кубик при этом остается симметричным шестигранником, то есть его объективная природа остается той же самой, но задать его значение — через его положение на горизонтальной плоскости — пока сама эта горизонтальная плоскость не задана, мы не можем.

Поэтому все состояния суперпозиции следует рассматривать как одинаково реальные. И проблема здесь в том, чтобы правильно понять, что означает эта одинаковость и что это за реальность. А что это за реальность? Что есть какое-либо состояние квантового объекта в одном из его возможных состояний в суперпозиции? Это тоже волновая функция. То есть функция, которая имеет волновые свойства и при этом она задает вероятности. То есть это волна вероятности. И вот здесь уже свойства квантовых объектов существенно отличаются от свойств кубика, как макроскопического объекта, так как если у кубика реальность его природы определяется тем, что он является твердым телом и симметричным шестигранником, а вероятность определения его положения относительно горизонтальной плоскости понимается только как возможность кубика в будущем занять определенное положение относительно горизонтальной плоскости — то волна вероятности, которая описывается как волновая функция в уравнении суперпозиции квантового объекта, очевидно, уже и сама представляет из себя какую-то физическую реальность.

В самом деле, ведь если две такие волны вероятности в опыте с полупрозрачным стеклом, если их с помощью зеркал свети вместе, создают интерференционную картинку — то есть как-то взаимодействуют между собой — то это означает, что эти волны вероятности уже каким-то образом присутствуют в физической реальности, то есть что они и сами уже есть какая-то физическая реальность. И наша задача — понять, что это за физическая реальность, как она возникает и как она существует.

Что же касается одинаковости реальности нескольких состояний квантового объекта в суперпозиции, то эта одинаковость, очевидно, определяется вовсе не количественно — то есть не числовым соотношением вероятностей какого-либо состояния квантового объекта, а обратимостью этих состояний. В примере с полупрозрачным стеклом вероятности двух состояний квантовой системы, находящихся в суперпозиции — того, что свет пройдет сквозь стекло, и того, что свет отразится от стекла — равны и составляют по 50%. И это равенство вероятностей, очевидно, определяется как свойствами квантового объекта (света), так и свойствами стекла. И если мы изменим свойства стекла — например, так, что оно будет отражать только 30% света, а 70% будет пропускать — то качественно в этом взаимодействии и в состояниях квантовой системы мало что изменится, изменится только количественные соотношения в вероятностях двух состояний.

Однако, как мы показали при разборе мысленного эксперимента с котом Шредингера, два состояния атома — его распада и нераспада, хотя их вероятности также количественно равны и составляют по 50%, качественно отличаются: ведь если атом еще не распался, он может распасться, если же атом уже распался, то снова перейти в состояние нераспада он уже не может. То есть, очевидно, здесь эти два состояния суперпозиции квантового объекта — атома — существуют относительно друг друга совсем иначе, чем в случае со светом, взаимодействующим с полупрозрачным стеклом.

В чем же состоит принципиальное отличие в этих двух случаях? Очевидно, именно в том, что в случае с атомом происходит действительное его «расщепление», то есть из одного атома — как отдельной квантовой системы — возникают два отдельных атома, которые после распада уже существуют как две отдельные квантовые системы, которые могут локально существовать как две отдельные частицы, и с которыми мы можем связать две отдельные системы отсчета. 

Но второе состояние суперпозиции — нераспада — после распада бесследно исчезнуть не может. Куда же оно девается? Ну, вот совсем недавно я прочитал новость, что физики, спустя 80 лет после выдвижения гипотезы о том, что после распада атома два новых образовавшихся атома начинают вращаться, смогли подтвердить эту гипотезу. Вполне возможно, что это вращение как раз и есть способ реализации состояния «нераспада» после распада. То есть та часть уравнения, которая описывает состояние атома «нераспад» после распада превращается в спинорное уравнение, через которое описывается вращение обоих образовавшихся атомов. И, таким образом, одно состояние суперпозиции «распад-нераспад» — состояние «распада» — при распаде атома полностью реализуются и становится уже необратимым, а второе состояние этой суперпозиции — состояние «нераспада» — при распаде атома преобразуется во вращение обоих новых атомов, возникших в результате распада прежней квантовой системы на два новых квантовых объекта.                         

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic