Главная Физика Физики все еще надеются найти Теорию Всего - альтернативная физика

Незавершенная революция Эйнштейна

Нужен ли нам реализм реальности? Если такая постановка вопроса кажется вам странной, учтите тот факт, что она наиболее актуальна для физиков, работающими с, казалось бы, успешными и признанными теориями. А также с теориями, которые вроде бы все поясняют. Но в то же время оставляют значительные пробелы для веры. В том смысле, что большинство фактов и явлений принимаются на веру, а не вытекают из исследуемой реальности. Эта теория называется квантовой механикой - каждое цифровое электронное устройство, которое вы когда-либо использовали, обязано своим существованием новейшей физики.

Нильс Бор

Но при всем своем успехе у квантовой механики есть одна крошечная проблема: никто не понимает, что означает «факт», «сила», «взаимодействие» в мире микрокосмоса. Даже через столетие после первых набросков Нильса Бора никто не понимает, что квантовая механика говорит нам о природе самой реальности. Эта неопределенная территория описывается в новой книге Ли Смолина «Незавершенная революция Эйнштейна: поиск того, что лежит за пределами кванта». Смолин – физик-теоретик.

Он также талантливый писатель, которому удается перевести собственные идеи в увлекательный научно-популярный язык и захватывающие истории. Он абсолютно убежден в незавершенности революции Эйнштейна. Книга Смолина продолжает дебаты о значимости квантовой теории в современной науке и переопределении «реальности» исследуемого мира. Итак, какова проблема взаимосвязки квантовой физики и реальность?

Если вам нужны только расчеты для создания лазера или компьютерного чипа, то – проблем нет. Квантовая механика предоставляет физикам сверхточные математические механизмы для манипулирования атомным миром в сверхточных спецификациях. Проблема возникает, когда вы задаете простой вопрос: «что такое атом?» На первый взгляд, квантовая механика представляет атомы в виде маленьких бильярдных шаров. Такие объекты вроде как обладают определенными свойствами, такими, как положение и скорость. Поэтому они считаются реальными, особенно по сравнению со столами и стульями. Это означает, что мы думаем, что вещи существуют независимо от нас. Но они должны быть ощутимы физическим образом:

«Мы, реалисты, считаем, что существует мир, свойства которого никоим образом не зависят от наших знаний или восприятия... Мы также считаем, что мир можно понять и описать достаточно точно, чтобы объяснить, как устроена и ведет себя любая система в мире природы».

Но в квантовой физике если вы помещаете атом в закрытый ящик, тогда атом проявляет себя с обеих сторон бокса одновременно. А при проведении измерения атом «разрушается», превращаясь то в одну сторону коробки, то в другую. Проще говоря, зафиксировать физического наличия атома в заданной реальности мы не можем. А значит, атом в этом контексте не является ни «вещью», ни самой «реальностью» - он проектируется исключительно как математическая модель с отдельными физическими эффектами, которые требуют дополнительной интерпретации. Как атом может находиться в двух местах одновременно? И почему взгляд на него «выбирает» только одну точку нахождения? Посмотрим правде в глаза: столы и стулья ведут себя не так.

Физики: нужно завершить революцию Эйнштейна

Таким образом, возникает вопрос - как нам интерпретировать явления квантовой механики? Именно роль измерения, необходимая для придания атому определенных свойств (например, положения), беспокоит реалистов. Измерения и наблюдения являются неотъемлемой частью стандартной копенгагенской интерпретации, установленной Нильсом Бором.

Но сами физики ненавидят копенгагенскую интерпретацию. Так почему реализм отношении столов и стульев должен сохраняться для квантовых явлений атомного масштаба? Ответ для Смолина заключается в том, что странный реализм атомного мира является фундаментальной проблемой квантовой теории в ее нынешнем виде. Он интерпретирует такую странность как «пробелы и неудачи», которые «лежат в основе того факта, что мы продвинулись только частично к решению центральных проблем в науке, прежде чем выдохлись». Должна быть более глубокая теория, основанная на новом ощущении «реальности». Задача, которую Смолин поставил перед собой, - показать, что пути решения обозначенной проблемы уже существуют. Для этого необходимо перефокусировать измерения и наблюдения. Затем переоценить споры между антиреалистом Нильсом Бором и нераскаявшимся реалистом Альбертом Эйнштейном.

Правда, сам Смолин фокусируется на «теории пилотных волн» американского физика Дэвида Бома. Но прямых, внеакадемических выводов ученый при этом не делает. Незавершенная революция Эйнштейна заключается лишь в определении основ для аргументов против реалистов. Смолинская интерпретация основана квантовой модели Бома и ориентируется на понимании направлений, по которым следует идти дальше

Очевидно, что уже сейчас невозможно вернуться к простым картинкам крошечных шариков, подпрыгивающих в космосе. Когда дело доходит до атомного царства, возникает какая-то странность. Поэтому до тех пор, пока у нас не появятся эксперименты, которые отделят одну интерпретацию от другой (если мы когда-либо проводим), возникнет иной вопрос: какую странность мы можем принять? Или придется принять N-странность как исходный методологический конструкт?

Дата: 2019-05-04

Автор: Всеволод Гордиенко

Поделиться с друзьями: