Моя философия. Трансцендентальный тринитарный реализм. - 61
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),
Таким образом, установление связи между «случайным» и «закономерным» через категорию «вероятности» в квантовой механике ничем принципиально не отличается от того, как в нашем разуме определяется «случайное» и «закономерное» через философскую категорию «вероятность». Конечно, здесь для нашего разума могут возникнуть некоторые сложности, но связаны они исключительно с неправильным или недостаточно ясным пониманием некоторыми физиками того, что есть категория «вероятности» - и именно отсюда у этих физиков возникают порывы все же как-то придать «случайному» в вероятностных закономерностях необходимый и закономерный характер, определить «случайное» через категорию «необходимости» и «причинности», придумывая какие-то «скрытые переменные» и «пилотные функции».
Но можно взять совсем простой пример - все с тем же игральным кубиком. У него есть шесть «степеней свободы» - то есть шесть значений, которые он может «выбрать» (принять). И если мы будем последовательно подкидывать кубик, то эти шесть значений будут выпадать в совершенно случайном порядке. Так, у нас, например, из десяти бросков может ни разу не выпасть значение «три», или, напротив, значение «три» может выпасть подряд 2-3-4 раза. Однако чем большее количество раз мы будем бросать кубик, тем более «ровно» будут распределяться эти шесть значений в суммарном количестве бросков - и, например, если мы бросим кубик 1000 раз, то каждое из шести значений выпадет примерно по 166-167 раз.
И отсюда может возникнуть мысль, что каждый бросок кубика из этих 1000 раз все же как-то связан с предыдущими и последующими бросками. То есть что кубик каким-то образом «знает», какие значения у него выпадали до этого броска и выпадут в последующих. То есть что все эти 1000 бросков как-то связаны между собой какой-то одной таинственной (скрытой) «пилотной функцией», которая каким-то образом и регулирует значения кубика, выпадающие при каждом отдельном броске. Вот и все эти интерпретации квантовой механики, которые предполагают существование каких-то «скрытых переменных» - примерно того же рода, и возникают они просто из неправильного понимания природы и сути вероятностных закономерностей.
Но все это чушь, конечно, и кубик, разумеется, ничего не «знает» о том, какие значения у него выпадали и выпадут. Он просто каждый раз принимает вполне определенное значение из шести возможных. И «закономерность» - то есть что при 1000 бросках кубик принял каждое из шести значений примерно одинаковое количество раз - здесь возникает исключительно как статистическая закономерность. И при этом, конечно, в этой статистической закономерности обнаруживается объективная природа кубика, его объективные свойства - а именно, что он представляет из себя симметричный шестигранник, и ни одна грань «ничем не лучше другой», и при этом кубик может каждый раз принять только одно из шести значений (то есть на горизонтальной поверхности может лежать только на одной из шести своих граней). И для того, чтобы обнаружить и выявить эти свои объективные свойства при большом количестве бросков, кубику вовсе не нужна никакая «пилотная функция», которая будет каким-то таинственным образом регулировать, какое значение у него выпадает при каждом отдельном броске, и эти значения при отдельных бросках будут выпадать случайным образом.
Но для правильного понимания категории вероятности и вероятностных законов важно понимать еще один, третий, момент: когда и при каких условиях случайные события превращаются в законы статистические. Особенно это важно для квантовой механики - и, к сожалению, большинство физиков не понимают этого до сих пор.
Ну, первое такое условие вполне очевидно, и особых вопросов не вызывает: статистические вероятностные законы - это «законы больших чисел». То есть они обнаруживаются при большом количестве измерений или при большом количестве квантовых систем, находящихся в одном исходном состоянии. Так же, как и в случае с кубиком, когда статистическая закономерность начинает проявляться при достаточно большом количестве бросков кубика. При этом, заметим, что обнаружить эту статистическую вероятностную закономерность мы можем двумя способами: мы можем последовательно кинуть один и тот же кубик 1000 раз (но это долго и занудно), а можем положить 1000 одинаковых кубиков в одну большую коробку и разом высыпать их на пол. Результат будет тем же - то есть статистическая закономерность будет выявлена в обоих случаях, и в обоих случаях в ней будут обнаружены объективные свойства кубика, одинаковые для всех одинаковых кубиков. И поэтому, например, в опыте с двумя щелями при интерференции электронов не имеет значения, как мы будем выпускать электроны - в короткий промежуток времени одним большим потоком, или же в течение более длительного времени по одному - интерференционная картина в итоге получится той же самой, и в ней будут обнаружены объективные свойства электрона - каждого по-отдельности и всех вместе.
Однако в квантовой механике есть еще один «механизм» связанности отдельных случайных событий (измерений) со статистическими закономерностями, в которых обнаруживаются объективные свойства квантовых систем. И это ВРЕМЯ. И вот об этом следует сказать поподробнее, так как, во-первых, повторюсь, большинство физиков этот момент до сих пор понимают недостаточно ясно (или не понимают совсем), а, во-вторых, это дает понимание некоторых важных проблем квантовой механики - в частности, т.н. «проблемы измерения».
Для начала рассмотрим пример попроще - с тем же кубиком. Допустим, что мы уже бросили кубик 900 раз из 1000 запланированных, записали результаты каждого из 900 бросков, и у нас уже вполне просматривается статистическая закономерность - то есть каждое из шести значений кубика выпало примерно по 150 раз. И тут вдруг нас «укусила какая-то муха», и мы решили вычеркнуть результаты первых 800 бросков и оставить только результаты последних 100 бросков. Что произойдет? В смысле, как изменится картина наших результатов? Естественно, «закономерности» в результатах этих 100 бросков уже будет меньше, чем в результатах 900 бросков - ведь закономерность здесь проявляется как статистическая величина, и чем больше бросков - тем нагляднее будет закономерность того, что вероятности выпадения одного из шести значений (состояний) кубика одинаковы.
Но потом мы решили, что из этих 100 результатов последних 100 бросков кубика первые 50 «какие-то сомнительные», и решили их тоже вычеркнуть. И в нашей статистике теперь остались только результаты последних 50 бросков кубика. Естественно, разглядеть в этих 50 бросках «закономерность» еще сложнее, чем в 100, а «случайности» будет больше. Но потом нам из этих 50 результатов и первые 40 не понравились, и мы их тоже вычеркнули. Остались результаты всего 10 последних бросков, и здесь уже разглядеть какую-то «закономерность» совсем невозможно, и результаты выглядят совсем «случайными». Наконец, мы решили из этих 10 оставить только результат последнего броска - то есть 900-го из всех проведенных. И здесь уже точно никакой «закономерности» быть не может, и результат этого броска будет совершенно «случайным» - ведь каждый единичный бросок вне других бросков при вероятностных (статистических) закономерностях есть «чистая случайность».
А теперь рассмотрим пример со временем. Допустим, что у нас есть некая физическая система, которая может находиться только в двух состояниях - A и B, и при этом оба эти состояния обратимы друг в друга, так что система в любой момент времени по каким-то причинам (не важно, по каким) может перейти из одного состояния в другое. Ну, вот такая неравновесная система, которая все время переходит из одного состояния в другое - туда-сюда, туда-сюда. Однако при этом состояние B для нее все же является более предпочтительным, чем состояние A, и мы каким-то образом знаем (вычислили эмпирическим путем), что вероятность нахождения системы в состоянии A составляет 1/3, а в состоянии B - 2/3. Что означает, что на каком-то длительном промежутке времени эта система 1/3 этого времени суммарно находится в состоянии A, а 2/3 этого времени суммарно находится в состоянии B.
А теперь допустим, что мы в какой-то момент времени начали наблюдение за этой системой, причем когда она находилась в состояние A. За первый час наблюдения система не изменилась, потом она вдруг перешла в состояние B, находилась в этом состоянии полчаса, а потом снова перешла в состояние A. Это противоречит нашим представлениям о вероятности нахождения этой системы в этих двух состояниях, но ведь эта закономерность - как и в случае с кубиком - только вероятностная, статистическая, а потому на каких-то, достаточно коротких, промежутках времени система будет вести себя довольно «случайным образом» - так же, как и при небольшом количестве бросков кубика выпадение значений от 1 до 6 может происходить случайным образом.
И поэтому мы продолжаем наблюдать за системой. И вот - о чудо! Чем дольше мы за ней наблюдаем - тем более явно просматривается закономерность, то есть что время, проведенное системой в состоянии B, все ближе к 2/3 от общего времени наблюдения, а время, проведенное системой в состоянии A, соответственно, все ближе к 1/3 от общего времени наблюдения. И вот мы, понаблюдав за системой 24 часа, аккуратно записывая и регистрируя все моменты ее перехода из одного состояния в другое, и складывая время в одном состоянии и в другом, все более убеждаемся, что таки да, - похоже, состояние B для нее «предпочтительней» состояния A, и как раз в пропорции 2/3 к 1/3.
Но тут нас снова «укусила какая-то муха». И мы решили вычеркнуть результаты первых 12 часов наблюдения из 24 часов наблюдения, и оставить только результаты последних 12 часов наблюдения. Что произойдет? Какие результаты мы увидим? Естественно, как и в случае с кубиком, «закономерности» в этих результатах станет меньше, так как здесь статистическую величину уже задает не количество бросков кубика, а время наблюдения. А потом мы решили вычеркнуть из оставшихся результатов наблюдения за последние 12 часов еще 6 часов, и оставить только результаты наблюдения последних 6 часов. Естественно, «закономерности» в этих результатах станет еще меньше. А потом мы вычеркнули еще 4 часа, и оставили только результаты наблюдения за последние 2 часа из 24 часов. Тут уже вовсе никакой искомой «закономерности» нет, так что мы видим, что в этот промежуток времени система в состоянии A находилась даже дольше, чем в состоянии B. Наконец, мы оставили только один час, а потом одну минуту. И понятно, что состояние системы в течение этого часа и тем более минуты уже носит совершенно «случайный» характер - никакой «закономерности» здесь уже не может быть и в помине.
И теперь, чтобы снова обнаружить «закономерность» в состоянии этой системы - то есть чтобы обнаружить, что вероятность ее нахождения в состоянии A составляет 1/3, а в состоянии B - 2/3, и что состояние B поэтому для этой системы все же «предпочтительней» - после «обнуления» результатов наблюдения системы за 24 часа, нам нужно снова за ней понаблюдать 24 часа (или какое-то более продолжительное время). То есть начав наблюдение снова, мы «вычеркнули» из статистики результаты наблюдений за предыдущие 24 часа, и теперь эта вероятностная закономерность будет себя постепенно проявлять снова, с нуля, на протяжении всего последующего времени наблюдения.
Так вот, при измерении квантовой системы происходит ровно то же самое (или близкое к этому): каждое наше измерение «обнуляет» волновую функцию и «переопределяет» ее заново. То есть мы, измеряя квантовую систему, как бы задаем для нее новую «точку отсчета времени», а поскольку волновая функция (как и уравнение Шредингера) - это функция вероятности, и при этом эта функция зависит от времени, то тем самым мы изменяем вероятность последующих результатов измерения. Как однажды заметил физик Стивен Вайнберг, «волновое уравнение Шредингера определяет волновую функцию в любое более позднее время». И это совершенно правильное высказывание, проблема только в том, что ни этот тупой еврей, ни другие физики до сих пор не могут толком объяснить, почему это так - то есть почему при нашем измерении мы меняем волновую функцию, переопределяем ее в отношении будущих возможных измерений.
А понять этого они не могут потому, что они до сих пор не могут понять, что означает вероятностный характер квантовой механики - и прежде всего, волновой функции и уравнения Шредингера. Они не понимают, что волновая функция не описывает «состояние системы» - ни вне измерений, ни во время измерений, а описывает вероятность нахождения системы в каком-либо состоянии (из возможных для нее) и описывает вероятность измерения, то есть что при измерении мы найдем систему в каком-либо определенном состоянии (из возможных для нее). И поэтому во время измерения мы можем обнаружить систему в состоянии, вероятность которого гораздо меньше, чем вероятность ее нахождения в каком-то другом состоянии. И при этом, измеряя квантовую систему, мы «обнуляем» функцию вероятности, задаем для нее новую «точку отсчета времени», которая уже синхронизирована со временем нашей системы отсчета и с нашим Л-временем - то есть тем самым переопределяем волновую функцию заново. И в этом нет ничего странного или удивительного - все это вполне понятные вещи, если правильно понимать, что такое вероятность и вероятностные (статистические) закономерности, и как они связаны с реальным физическим миром и реальными физическими процессами.