В. Нюхтилин - Будущее настоящего прошлого
Но и это еще не все беды, которые сомкнулись над «теоретической физикой». Завершает эту беду тот самый принцип неопределенности. Напомним — этот принцип просто делает все эти вероятностные расчеты хоть как-то корректными заботами упоминаемого нами Вернера Гейзенберга. В математическую основу этого метода мы вдаваться не будем. Пусть математика остается математикой. Мы посмотрим, что означает этот принцип в своей методологической основе, («принцип неточности», если мы еще не забыли), как способ познания. Уже само по себе интересно, когда в точной науке неточность возводится в принцип. Так посмотрим, на каких хотя бы теоретических основаниях.
А основания эти следующие. Для определения какого-либо будущего положения частицы в пространстве нам необходимо знать ее нынешнее положение, ее скорость и направление движения. Чем точнее мы определим при этом положение частицы в пространстве, тем более мы должны пренебречь ее скоростью. Наиболее точно положение в пространстве определяется, если тело находится в состоянии покоя. Вот оно именно здесь, никуда не уходит, и мы очень точно можем определить его координаты. Если тело начинает двигаться, то нам с координатами уже труднее — местоположение не бывает уже никогда точным, поскольку какое бы местоположение мы для тела не определили, оно все время его покидает. Поэтому, чем лучше мы хотим знать, где именно находится частица, тем меньше мы должны интересоваться, какова у нее скорость, и тем решительнее мы должны отказываться от того факта, что частица вообще передвигается. Для этого нам приходится искусственно, математически «умертвить» частицу, допустив, что она никуда не сходит с того места, где мы хотим ее видеть. И наоборот — если мы хотим с предельной ясностью знать, с какой скоростью движется частица, то мы с той же предельной ясностью должны понимать, что частица не должна иметь никакого точного пространственного расположения. Если мы ее начнем где-то жестко располагать в своем описании, то у нас моментально исчезнет ее истинная скорость. Чем точнее мы хотим знать ее скорость, тем неопределеннее у нас должны быть данные о ее пространственном положении. В итоге, при тех сумасшедших скоростях, которые существуют в субатомном мире, нам приходится смириться с простой мыслью — мы не можем знать объективной картины, поскольку любой из параметров своей точностью превращает второй параметр в издевательскую фикцию.
Отсюда получается, что мы не можем никогда точно описать ни одно состояние, ни одной частицы микромира. Точность всех ее характеристик (положение в пространстве, скорость и направление) не может приниматься для практических нужд по отдельности, поскольку частица всегда движется и никогда невозможно представить себе ее без одной из этих характеристик, которые всегда только вместе присущи движущемуся телу. Принять более близкими к сердцу для расчетов можно, например, точные пространственные данные. Можно, наоборот, склониться к скоростным, но это всегда будет в непоправимый ущерб другому. Чем более определенным будет у нас одно, тем более неопределенным будет у нас другое. Вот Гейзенберг и создал некий способ минимально возможного выбора этих неопределенностей, что подразумевает в итоге получение наименьшего зла из того обязательного зла, которое мы непременно будем иметь, погнавшись за хорошим. Вся смелость Гейзенберга состояла в том, что он решил отказаться вообще от понятия «траектория», выводя его полностью из принципиальных основ своего метода. Как видим, дело не столько в математических нюансах, сколько в пределе познания, который наступил для физики. Когда уже невозможно понять «почему и как», остается лишь математически в пределах определенной ошибочности определить «что и сколько».
Нам здесь важно понять другое — этот принцип берется и применяется для моделирования, то есть для прогнозирования положения частицы, для выяснения ее будущего. Понятно, что если никогда нельзя описать точного исходного состояния, то нельзя описать точно и будущее состояние. Ведь если не определимо в принципе ни направление движения, ни местоположение, ни скорость в начальный момент наблюдения, то не определимо так же в принципе и ничто другое относительно путешествия этой частицы. Понятно, что это можно сделать только с помощью теории вероятности. Понятно, что, попав в теорию вероятности, будущее частицы для исследователя становится непредсказуемыми. Понятно, что непредсказуемое будущее частицы и ее поведение становится для исследователя, таким образом, всегда случайным. Непонятно одно — почему сам квантовый мир считается случайным, если случайны только наши прогнозы его поведения? Если мы не умеем даже исходного положения одной лишь частицы зафиксировать просто по характеру мыслительного процесса, присущего человеку, то не поторопились ли мы, назвав случайными все взаимодействия мира микрочастиц? Тем более что на выходе из этого из этой случайной мешанины взаимодействий квантов и элементарных частиц, почему-то всегда возникает поразительно стабильная и полностью прогнозируемая картина физического мира.
Вот здесь и приходит синергетика со своим обещанием отыскать истоки поразительной стабильности и прогнозируемости в хаосе элементарных частиц. Почему именно в хаосе микромира? Мы отвечали на этот вопрос — потому что на других уровнях материи источник порядка не обнаружен. Следовательно — надо искать в микромире, или ниже него.
А надо ли? Причем не только синергетически вот таким мечтательно-интуитивным путем, но и термодинамически, где хаос это отсутствие энергии, а порядок — много энергии? Да, так уж заведено в физическом мире, и с этим пока никто не спорит, что если в одной части какой-либо системы хаос повышается, то порядок в другой ее части соответственно понижается. При этом по-разному понимаются и порядок, и хаос, и физические основы переходов одного в другое, но в принципе мир миролюбиво признается и теми и этими некоей системой, в которой есть и хаос и порядок. При любых обстоятельствах для любой научной доктрины в любой действующей системе всегда существуют две эти зоны — порядка и хаоса. Это тоже достижение термодинамики, которая понимает состояние мира как переход от порядка (высокие энергии) к хаосу (безэнергийное состояние) Синергетика же зоной хаоса определяет мир элементарных частиц, а зоной порядка — атомно-молекулярный и выше. Отсюда и вот это главное революционное синергетическое понятие — если существует такой порядок выше элементарного мира, то он может переходить в себя только из хаоса, а хаос у нас — микромир. Здесь надо только слегка оговориться, что «хаос» здесь понимается не как полная беспорядочность вообще с отсутствием взаимодействия, а как некая недостаточно организованная фаза процесса. Это не хаос вообще, а хаос, связанный со сравнительными эталонами, с состоянием порядка.
Сейчас просвещенный читатель уже приподнялся на стуле в нетерпеливом ожидании, когда же автор начнет рассказывать «о стреле времени», переходить к понятию необратимости и т. д. Можно присесть и расслабиться. Ни о чем таком дальше речи не пойдет. Потому что, по невежественному мнению автора, всё это лишь терминологическая трескотня, вводящая в заблуждение и тех, кто ею пользуется, и тех, кто пытается увидеть эти необратимости в переходах из хаоса в порядок, или из порядка в хаос. Хроники перетягивания на себя этой «стрелы времени» группами различных физических школ мало увлекают автора, потому что ему никак не удается понять одну простую вещь — где эти люди ухитряются увидеть уменьшение хаоса и повышение порядка в мировом процессе, или, наоборот, увеличение хаоса и уменьшение порядка в нем же? Автору наивно кажется, что данный процесс людьми обнаружен не в самом мире, а в научном видении этого мира.
Мы как-то давно говорили, что научное видение мира — это постоянное замещение самого мира какой-либо его частью, рассматриваемой в данный момент. Если говорить о мире как о физической картине, то его материя четко структурируется на различные свои уровни, участки, о каждом из которых есть свое отдельное знание. При данной структуризации мир не только заслоняется поочередно каким-либо участком знания о себе, он при этом еще и собирается в научном видении вот этими отдельными частями механистически из них же. Когда рисуют схемы существующих уровней материи, то это выглядит примерно так:
Про «Зону качественного скачка» на рисунке пока ничего говорить не будем. О ней пойдет разговор дальше. А что сказать про остальное? Если смотреть слева направо, то, как открывали мир, так его здесь и нарисовали — от планет и до элементарных частиц. Если же теперь посмотреть наоборот, справа налево, то здесь, в этой схеме, наглядно представлено постепенное структурное усложнение материи от простых элементарных частиц к большим и сложным макрообъектам. На каждом новом уровне материи появляются новые типы связей, новые виды взаимодействий, новые явления и свойства. Когда мы научным оком видим только микромир, то не видим остальных уровней материи. И вот, если перед нами сейчас этот самый микромир, то он должен на наших глазах, одетых в синергетические очки, начать понижать свою хаотичность и передавать какой-то свой порядок высшим, организационно более сложным ступеням материи (атомам, молекулам и т. д.). Мы в нетерпении хотим увидеть, как это будет происходить. Но пока мы видим лишь обратное — на этом этапе мы из свойств элементарных частиц вообще не можем вывести никаких свойств более сложных и системных образований материи. И даже форм движения этой более сложной материи в свойствах элементарных частиц микромира нет! Следовательно, усложнение материи происходит не за счет самоповторения качеств элементарного мира, а за счет появления новых свойств, никак не выводимых из характеристик микромира. Причем, более сложные формы материи не только сразу же содержат в себе характеристики, неведомые микромиру, но в них не проникают даже основные характеристики этого микромира. Наоборот! При переходе на более высшие ступени организации вещества, мы сталкиваемся вообще с прямой потерей микрочастицами всех основных характеристик, присущих их элементарному миру (волновые свойства, спин, четность и т. д). Откуда же берутся новые свойства организованной материи, собранной из элементарных частиц? Явно не из этих частиц, в которых этих свойств физически нет. Они там только математически разыскиваются.
