Многомировая интерпретация Эверетта.

В многомировой интерпретации квантовой механики, которая не считает процесс измерения чем-то особенным, оба состояния кота существуют, но декогерируют (когеренция – связь, сцепление) Когда наблюдатель открывает ящик, он запутывается с котом и от этого образуются два состояния наблюдателя, соответствующие живому и мёртвому коту, которые (состояния) не взаимодействуют друг с другом.

Другими словами, когда ящик открывается, Вселенная расщепляется на две разные вселенные, в одной из которых наблюдатель смотрит на ящик с мёртвым котом, а в другой — наблюдатель смотрит на живого кота.

Парадокс Вигнера

Это усложнённый вариант эксперимента Шрёдингера. Юджин Вигнер ввел категорию «друзей». После завершения опыта экспериментатор открывает коробку и видит живого кота. Вектор состояния кота в момент открытия коробки переходит в состояние «ядро не распалось, кот жив». Таким образом, в лаборатории кот признан живым. За пределами лаборатории находится друг. Друг еще не знает, жив кот или мёртв. Друг признает кота живым только тогда, когда экспериментатор сообщит ему исход эксперимента. Но все остальные друзья еще не признали кота живым, и признают только тогда, когда им сообщат результат эксперимента. Таким образом, кота можно признать полностью живым (или полностью мертвым) только тогда, когда все люди во вселенной узнают результат эксперимента. До этого момента в масштабе Большой Вселенной кот, согласно Вигнеру, остаётся живым и мёртвым одновременно. (Физик Стивен Хокинг однажды воскликнул: «Когда я слышу про кота Шрёдингера, моя рука тянется за ружьём!» т.е. он говорил, что роль наблюдателя подчеркивается безосновательно.

Развитие науки показало, что исключить субъективное вообще из познания полностью невозможно, даже там, где «Я», субъект играет крайне незначительную роль. С появлением квантовой механики возникла «философская проблема, трудность которой состоит в том, что нужно говорить о состоянии объективного мира, при условии, что это состояние зависит от того, что делает наблюда­тель». В результате существовавшее долгое время пред­ставление о материальном мире как о некоем «сугубо объек­тивном», независимом ни от какого наблюдения, оказа­лось сильно упрощенным. На деле практически невозмож­но при построении теории полностью отвлечься от чело­века и его вмешательства в природу, тем более в обще­ственные процессы.

Поэтому, строго говоря, любые явления нельзя рассмат­ривать «сами по себе» в том смысле, что их познание пред­полагает присутствие субъекта, человека. Стало быть, не только в гуманитарных науках, но «и в естествознании предметом исследования является не природа сама по себе, а природа, поскольку она подлежит человеческому вопрошанию»². Без активной деятельности субъекта получе­ние истинного образа предмета невозможно. Более того, мера объективности познания прямо пропорциональна мере исторической активности субъекта. Однако после­днюю нельзя абсолютизировать, так же как и пытаться «устранить» из познания субъективный момент якобы «в угоду» объективному. Недооценка, а тем более полное иг­норирование творческой активности субъекта в познании, стремление «изгнать» из процесса познания эту активность закрывают дорогу к истине, к объективному отражению реальности.

Воспроизводя объект так как он есть «в себе» в формах своей деятельности, субъект всегда выражает так или ина­че свое отношение к нему, свой интерес и оценку. (вот почему – множественность истины). Так, несмотря на самые строгие и точные методы исследова­ния, в физику, по словам М. Борна, проникает «неустра­нимая примесь субъективности». Анализ квантово-механических процессов невозможен без активного вмешатель­ства в них субъекта-наблюдателя. Поскольку субъектив­ное пронизывает здесь весь процесс исследования и в оп­ределенной форме включается в его результат, это дает «основание» говорить о неприменимости в этой области знания принципа чистой объективности.

Действительно, поведение атомных объектов «самих по себе» невозможно резко отграничить от их взаимодействий с измерительными приборами, со средствами наблюдения, которые определяют условия возникновения явлений. Однако развитие науки показало, что «исследование того, в какой мере описание физических явлений зависит от точки зрения наблюдателя, не только не внесло никакой путани­цы или усложнения, но, наоборот, оказалось неоценимой путеводной нитью при разыскании основных физических законов, общих для всех наблюдений». Итак, при исследовании микромира выяснилось, что адекватное знание мы можем получить не тогда, когда отвлекаемся от субъекта, от условий познания, но когда их учитываем. Если в классической физике элементами реальности были вещи, то в квантовой механике в роли элементов физической реальности выступают акты взаимодействия объекта с прибором, то есть процессы наблюдения. Конкретная определенность существования микрообъекта как фрагмента реальности детерминируется типом макроприбора, с помощью которого определяются характеристики микрообъекта. По отношению к разным приборам микрообъект обладает разными свойствами, так что определенность его характеристик качественна и конкретна. Установление относительности объекта к научно-исследовательской деятельности привело к тому, что наука стала изучать не неизменные вещи, а те условия, попадая в которые они ведут себя так или иначе.

Ещё один философско-методологический вывод из реалий изучения микромира - это

 

Укрепление и расширение идеи единства природы, по­ вышение роли целостного и субстанциального подходов.

 

Начнём с того, что традиционная категориальная пара часть и целое наполнилась новым смыслом: Согласно упрощенным механистическим представлениям, целое считалось простой суммой своих частей. В дальнейшем подметили, что целое есть нечто большее, чем его части, вместе взятые. До наших дней из древнегреческой философии дошло размышление «корабль Тезея» - суть в том, что в ходе долгого плавания пришлось заменить все части корабля. Спрашивается – следует ли считать, что уже другой корабль вернулся в порт после плавания? Считается, что специфика целостности, его несводимость к простой сумме частей заключается в связи, объединяющей предметы в сложные комплексы, во взаимовлиянии частей.

Со временем удалось понять, что различным типам связей частей соответствуют разные типы целостности. Так, связям строения (кристалл, архитектурное сооружение), функционирования(действия машины, жизнь организма), развития (растения, эмбриона) соответствуют структурный, функциональный и генетический типы целостности. Иначе говоря, целостность выступает как обобщенная характеристика объектов, обладающих сложным внутренним строением.

Обогащение категорий «часть» и «целое» понятием связи открыло путь к постепенному формированию новых категорий: элемент, структура, система.

Система – упорядоченное множество взаимосвязанных элементов, обладающее структурой и организацией. Элемент – неразложимый далее (в данной системе, при данном способе рассмотрения) компонент (единица анализа) сложных предметов, явлений, процессов. Понятие элемент относительное. Структура – относительно устойчивый способ (закон) связи элементов того или иного сложного целого.

Объект является системой, если он может быть расчленен на взаимосвязанные и взаимодействующие части или элементы. Эти части, как правило, обладают собственной структурой и потому могут быть представлены как подсистемы исходной, большой системы. Выделенные таким образом подсистемы в свою очередь могут быть разбиты на взаимосвязанные подсистемы второго и последующих уровней. На определенном этапе членения могут быть выделены элементы, дальнейшее членение которых будет означать выход за рамки исследования данной системы. Поскольку внутри одной и той же системы, особенно большой и сложной, может быть множество различных связей и отношений, то в ней можно выделить целый ряд структур. Такие системы называют много структурными, многоуровневыми.

В качестве системы может рассматриваться любой объект материального мира. Но не ко всем объектам целесообразно применять принципы и методы системного подхода. Их использование требуется в тех случаях, когда системные эффекты выражены достаточно интенсивно. С этой точки зрения все существующие в мире комплексы или совокупности можно подразделить на такие, в которых слабо выражены черты внутренней организации и связи частей носят внешний, случайный, нестабильный характер, и такие, в которых явственно выражены системные связи. Объекты первого типа условно называют неорганизованными совокупностями. К ним относят различные конгломераты. Например, это куча камней или случайное скопление людей. Свойства таких совокупностей почти полностью совпадают с суммой свойств их частей.

Системные объекты обладают «системным эффектом», т.е. у них появляются новые свойства, возникшие в результате взаимодействия элементов в рамках целого.

 

 Стремление выйти из тех или иных односторонностей, выявить новые пути понимания целостной структуры мира — важная особенность научного знания. Так, сложная орга­низация биологических или социальных систем немысли­ма без взаимодействия ее частей и структур — без целостности. Последняя имеет качественное своеобразие на каж­дом из структурных уровней развития материи. При этом к «целостной реальности» относится не только то, что вид­но невооруженным глазом — живые системы (особи, по­пуляции, виды) и социальные объекты разных уровней организации. Как писал выдающийся математик Г. Вейль, «... целостность не является отличительной чертой только органического мира. Каждый атом уже представляет со­бой вполне определенную структуру; ее организация слу­жит основой возможных организаций и структур самой высокой сложности».

Развитие атомной физики показало, в частности, что объекты, называвшиеся раньше элементарными частица­ми, должны сегодня рассматриваться как сложные много­элементные системы. При этом «набор» элементарных частиц отнюдь не ограничивается теми частицами, суще­ствование которых доказано на опыте. Более того, оказа­лось, что есть элементарные частицы — кварки и глюоны — принципиально не наблюдаемые в свободном состоя­нии отдельно друг от друга. Составная частица не обяза­тельно разделяется на составляющие как атом или его ядро. В результате понятие целостности наполнилось новым со­держанием.

Реальность, открывшуюся в неклассической физике, определяют как сеть взаимосвязей. Проникая в глубины вещества, пишет Ф. Капра, мы видим не самостоятельные компоненты, а сложную систему взаимоотношений между различными частями единого целого. И в этих взаимоотношениях обязательно фигурирует наблюдатель. (Структурализм – получил развитие в 20х гг 20 века: Основа структурного метода - выявление структуры как относительно устойчивой совокупности отношений; признание методологического примата отношений над элементами в системе) В контексте нового подхода Вселенная рассматривается в качестве сети взаимосвязанных событий. Ни одно из свойств того или иного участка этой сети не имеет фундаментального характера; все они обусловлены свойствами остальных участков сети, общая структура которой определяется универсальной согласованностью всех взаимосвязей".

 

 

Субстанциальный подход, т. е. стремление свести все изменчивое многообразие явлений к единому основанию, найти их «первосубстанцию» — важная особенность на­уки. Попытки достигнуть единого понимания, исходяще­го из единого основания, намерение охватить единым взо­ром крайне разнородные явления и дать им единообраз­ное объяснение не беспочвенны и не умозрительны. Так, физика исходит из того, что «... в конечном счете природа устроена единообразно и что все явления подчиняются единообразным законам. А это означает, что должна су­ществовать возможность найти в конце концов единую структуру, лежащую в основе разных физических облас­тей».

Это стремление к всеохватывающему объединению, попытки истолковать все физические и другие явления с единой точки зрения, понять природу в целом пронизыва­ют всю историю науки. Все ученые, исследующие объек­тивную действительность, хотят постигнуть ее как целост­ное, развивающееся единство, понять ее «единый строй», «внутреннюю гармонию». Для творцов теории относитель­ности и квантовой физики было характерно «стремление выйти из привычной роли мысли и вступить на новые пути понимания целостной структуры мира..., стремление к цельному пониманию мира, к единству, вмещающему в себя напряжение противоположностей». Последнее об­стоятельство наиболее четко было выражено в принципе дополнительности Н. Бора. (Принцип дополнительности – один из фундаментальных принципов квантовой механики, сформулированный Н. Бором, согласно которому полное описание поведения квантовых объектов (элементарных частиц, фотонов, электронов) невозможно в рамках единого их представления. Внутренне присущий этим объектам дуализм (каждый из них потенциально обладает и волновыми, и корпускулярными свойствами) относительно различных экспериментальных условий их исследования («условий наблюдения») реализуется всегда только одной стороной (либо как карпускула, либо как волна). Поэтому полное их описание на классическом языке требует дополняющих друг друга моделей. Важным философским выводом из введения этого принципа является тот, что наше знание фундаментальных объектов микромира всегда принципиально зависит от условий их наблюдения, которые существенно влияют на результат наблюдения. Принцип дополнительности м.б. экстраполирован (перенесён) и на познание многих других объектов имеющих противоречивую сложную природу).

История естествознания — это история попыток объяс­нить разнородные явления из единого основания. Сейчас стремление к единству стало главной тенденцией совре­менной теоретической физики, где фундаментальной за­дачей является построение единой теории всех взаимодей­ствий, известных сегодня: электромагнитного, слабого, сильного и гравитационного. Общепризнанной теории Великого объединения пока нет. Поэтому «... объедине­ние всех взаимодействий в Суперобъединение в принципе означало бы возможность объяснить все физические явле­ния с единой точки зрения. В этом смысле будущую тео­рию называют Теорией Всего».

Однако «Теория Всего» в широком смысле не может быть ограничена лишь физическими явлениями. И это хорошо понимают широко мыслящие физики. Так, Ричард Фейнман (американский физик-теоретик) писал, что «... для нас важнее всего понять внутреннее структурное единство мира; что все науки, да и не только науки, любые интеллектуальные усилия направ­лены на понимание взаимосвязей между явлениями, сто­ящими на разных ступенях нашей иерархической лестни­цы, на то, чтобы найти связь между красотой и историей, историей и человеческой психологией, психологией и ме­ханизмом мозга, мозгом и нервными импульсами, нервны­ми импульсами и химией и так далее, как вверх, так и вниз».

 

 

Ещё один философско-методологический вывод:

 

 Формирование нового образа детерминизма и его «ядра» — причинности.

                                                                  

История познания показала, что детерминизм  нельзя сводить к какой-либо одной из его форм. Классическая физи­ка, как известно, основывалась на механическом понима­нии причинности («лапласовский детерминизм» Философский детерминизм – это мировоззренческий и методологический принцип, согласно которому из того факта, что все в мире взаимосвязано и причинно обусловлено, следует возможность познания, объяснения и предсказания событий, имеющих как однозначно определяемую, так и вероятностную природу. Долгое время под детерминизмом понимали механистический детерминизм, который еще называют лапласовским (по имени французского ученого, четко сформулировавшего идеи механистического детерминизма). Для механистического детерминизма характерны очень жесткое, исключающее случайность понимание причинных связей и динамический тип законов. (Законы подразделяются на динамические (однозначные) и статистические (вероятностные)). Особенность механического детерминизма состояла также в том, что детерминация рассматривалась как вызываемая внешними причинами.
(Лапласова формулировка механического детерминизма гласит, что ум, которому известны для какого-либо момента все силы природы и относительное расположение её частей, обнял бы в одной формуле движение всех тел Вселенной; как будущее, так и прошедшее).

Станов­ление квантовой механики выявило неприменимость здесь причинности в ее механической форме. Это было связано с признанием фундаментальной значимости нового клас­са теорий — статистических, основанных на вероятностных представлениях. Тот факт, что статистические теории включают в себя неоднозначность и неопределенность не­которыми философами и учеными был истолкован как крах детерминизма вообще, «исчезновение причинности».

Расширение понятия причинности сопровождалось напряженными дискуссиями. Были многочисленные попытки ввести в интерпретацию квантовой механики идеи, сохранявшие традиционное понимание причинности в качестве базисной категории. Но эти попытки не имели успеха. Были острые споры на Сольвеевских конгрессах между А. Эйнштейном и Н. Бором. Известна эйнштейновская формула: «не верю, что Бог играет в кости». Но оппонирующие суждения Н.Бора каждый раз фиксировали принципиальную неустранимость вероятностных представлений в квантовомеханическом описании. Базисными оказывались представления о вероятностной причинности.

Как доказывает современная физика, формой выраже­ния причинности в области атомных объектов является вероятность, поскольку вследствие сложности протекаю­щих здесь процессов (двойственный, корпускулярно-волновой характер частиц, влияние на них приборов и т. д.) возможно определить лишь движение большой совокуп­ности частиц, дать их усредненную характеристику, а о движении отдельной частицы можно говорить лишь в пла­не большей или меньшей вероятности.

Поведение микрообъектов подчиняется не механико-динамическим, а статистическим закономерностям, но это не значит, что принцип причинности здесь не действует. В квантовой физике «исчезает» не причинность как тако­вая, а лишь традиционная ее интерпретация, отождеств­ляющая ее с механическим детерминизмом как однознач­ной предсказуемостью единичных явлений. По этому по­воду М. Борн писал: «Часто повторяемое многими утвер­ждение, что новейшая физика отбросила причинность, це­ликом необоснованно. Действительно, новая физика от­бросила или видоизменила многие традиционные идеи; но она перестала бы быть наукой, если бы прекратила поис­ки причин явлений».

Этот вывод поддерживали многие крупные творцы на­уки и философии. Так, выдающийся математик и философ А. Пуанкаре совершенно четко заявлял о том» что «наука явно детерминистична, она такова по определению. Недетерминистической науки не может существовать, а мир, в котором не царит детерминизм, был бы закрыт для ученых».

 

Определяющее значение статистических закономер­ ностей по отношению к динамическим.

 

Законы квантовой физики — это законы статисти­ческого характера, предсказания на их основе носят не достоверный, а лишь вероятностный характер. «Кванто­вая физика отказывается от индивидуальных законов эле­ментарных частиц и устанавливает непосредственно статистические законы, управляющие совокупностями. На базе квантовой физики невозможно описать положение и ско­рость элементарной частицы или предсказать ее будущий путь, как это было в классической физике. Квантовая физика имеет дело только с совокупностями».

Законы статистического характера являются основной характеристикой современной квантовой физики. Поэто­му метод, применяемый для рассмотрения движения пла­нет, здесь практически бесполезен и должен уступить ме­сто статистическому методу, законам, управляющим из­менениями вероятности во времени.

В. Гейзенберг подчеркивал, что «законы квантовой ме­ханики по необходимости имеют статистический харак­тер... Парадоксальность того обстоятельства, что различ­ные эксперименты выявляют то волновую, то корпуску­лярную природу атомной материи, заставляют формули­ровать статистические закономерности». Решающая роль последних в квантовой механики обусловлена как корпускулярно-волновым дуализмом, так и открытым Гейзенбергом соотношением неопределенностей. В свою оче­редь последнее он считал специфическим случаем более общей ситуации дополнительности.

Развитие квантовой механики показало:

а. Предсказания квантовой механики неоднозначны, они дают лишь вероятность того или иного результата.

б. Причинность в лапласовском смысле нарушена, но в более точном квантовомеханическом смысле она соблю­дается.

в. Причина вероятностного характера предсказаний в том, что свойства микроскрпических объектов нельзя изу­чать, отвлекаясь от способа наблюдения. В зависимости / от него электрон проявляет себя либо как волна, либо как частица, либо как нечто промежуточное («и-и», а не только «или-или»). Мы неизбежно пользуемся субъективны­ми инструментами для описания объективного.

Таким образом, огромный прогресс наших знаний о стро­ении и эволюции материи, достигнутый естествознанием, начиная со второй половины XIX в., во многом и решаю­щем обусловлен методами исследований, опирающимися на теорию вероятностей. Поэтому везде, где наука сталки­вается со сложностью, с анализом сложно-организованных систем, вероятность приобретает важнейшее значение.

 

 Глубокое внедрение в естествознание противоречия— и как существенной характеристики его объектов, — и как принципа их познания.

Исследование физических явлений показало, что «час­тица — волна — две дополнительные стороны единой сущ­ности - в квантовой механике все особенности мик­рообъекта можно понять только исходя из его корпус-кулярно-волновой природы.

Природа микрочастицы внутренне противоречива (есть диалектическое противоречие) и соответствующее по­нятие должно выражать это объективное противоречие, быть также внутренне противоречивым. Иначе оно не бу­дет адекватно отражать свой объект, а будет выражать лишь часть истины, а не всю ее в целом. С достаточной определенностью проблему син­теза противоположных представлений, внутреннего един­ства противоположностей (волновых и квантовых свойств света) поставил А. Эйнштейн. Он задался вопросом: «А может ли свет быть и тем и другим? Эйнштейн, конечно, знал, что известные опыты по дифракции и интерферен­ции могут быть объяснены только на основе волновых пред­ставлений. Он также не мог оспаривать наличие полного противоречия между своей гипотезой световых квантов и волновыми представ­лениями. Эйнштейн даже не пытался устранить внутрен­ ние противоречия своей интерпретации. Он принял про­тиворечия как нечто, которое, вероятно, может быть понято много позднее, благодаря совершенно новому методу мышления, т. е. диалектическому по своему существу. Так оно и произошло.

Оправдалось глубокое научное предвидение творца те­ории относительности, который предсказывал, что ука­занное внутреннее противоречие теории должно быть раз­решено в ходе дальнейшего развития физического знания. Зафиксированная Эйнштейном полярность волновых и корпускулярных характеристик света привела его к выводу о необходимости синтеза данных противоположностей: «Следующая фаза развития теоретической физики даст нам теорию света, которая будет в каком-то смысле слиянием волновой теории света с теорией истечения»². Такой фа­зой и стала квантовая механика.

В ходе дальнейшего развития квантовых представле­ний было обнаружено, что в процессе объяснения загадок атомных явлений противоречия не исчезают, не «устраня­ются» из теории. Наоборот, происходит их нарастание и обострение. Это свидетельствовало не о слабости, а о силе новых теоретических представлений, которые предстали не как «логические» противоречия (путаница мысли), а как такие, которые имеют объективный характер, отража­ют реальные противоречия, присущие самим атомным явлениям.

Попытки осознать причину появления противоречивых образов, связанных с объектами микромира, привели Н. Бора к формулированию принципа дополнительнос­ти.  Можно сказать, что атомная физика учит нас не только тайнам материального мира, но и новому методу мышления.

---

Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 184; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!