Валентин Ирхин - Крылья Феникса; Введение в квантовую мифофизику

• Название: Крылья Феникса; Введение в квантовую мифофизику
• Автор: Валентин Ирхин
• Жанр: Философия

Широко используя авторитетные тексты различных религий, но не забывая свою основную специальность - теоретическую физику, авторы пытаются перевести представления духовных учений на язык науки и трактовать высшую реальность как квантовую. В книге затрагиваются такие темы, как свобода и причинность, время, энтропия и смерть, мир человека и мир Бога, символика мужского и женского, Писание и мироздание и многое другое. Новые интерпретации поэтических и мифологических символов и толкования сакральных текстов представляют интерес как для читателей-гуманитариев, так и для научных работников, желающих неформально прочувствовать квантовую картину мира. Книга может быть полезна также для широкого круга читателей, которые интересуются философскими вопросами современной науки, ее связями с психологией, искусством и религией, или просто открыты познанию и обладают чувством юмора.

---

Наиболее удивительной чертой квантовой механики, радикально отличающей ее от всей предшествующей физики, служит придание вероятности статуса фундаментального понятия. В классической физике вероятность возникает как мера нашего незнания поведения системы, и ее использование носит, в общем, прагматический характер. Скажем, рассчитать точную траекторию падения монетки с учетом ее вращения, сил сопротивления воздуха и т. п. в рамках классической физики в принципе возможно, хотя это - достаточно сложная физическая задача. Вместо того, чтобы решать ее в каждом конкретном случае, мы прибегаем к вероятностным соображениям, когда говорим, что при достаточно большом числе испытаний приблизительно в половине случаев монетка упадет орлом, а в половине - решкой. Тем не менее, если нам очень уж захочется, мы вполне можем сделать гораздо больше, а именно, рассчитать движение монетки полностью и предсказать, как она упадет в данном конкретном случае. Другое дело, что во многих реальных задачах такая возможность остается только принципиальной - скажем, в задачах молекулярной физики, где нужно рассматривать совместно уравнения движения для колоссального числа частиц. Для многих физически важных задач движение к тому же оказывается неустойчивым, и уже малая неопределенность в задании начальных условий приводит к сколь угодно большой неопределенности в решении через большие промежутки времени. В таких случаях прагматически использование понятия вероятности оказывается не только возможным, но и неизбежным. Однако в принципе нет никаких ограничений на сколь угодно точное определение начальных условий и сколь угодно точное решение задачи.

В рамках ньютоновско-картезианской парадигмы казалось бесспорным, что в принципе можно предсказать или объяснить любое явление, если знаешь достаточно детально все причинно-следственные связи в системе. В квантовой механике основной математический объект - волновая функция -тоже подчиняется детерминистскому уравнению (уравнению Шредингера) и тем самым может быть в принципе найдена сколь угодно точно. Однако непосредственно она неизмерима и определяет лишь вероятности исхода различных физических экспериментов (статистическая интерпретация М. Борна). Важно подчеркнуть, что, в отличие от классической физики, никаких предсказаний для результатов индивидуального физического эксперимента в квантовой механике сделать нельзя. Например, квантовая механика может в принципе рассчитать, с какой вероятностью ядро радиоактивного изотопа распадется в определенный день с 10 утра до 5 вечера, и эти статистические предсказания при наличии достаточно большого числа ядер будут точны (скажем, если указанная вероятность была 20%, то в 5 вечера действительно останется лишь 80% ядер данного типа от числа бывших в 10 утра). Но она не может ответить на вопрос, когда именно распадется данное конкретное ядро, и распадется ли оно вообще в указанный промежуток времени. Более того, утверждается, что ответ на этот вопрос невозможен принципиально.

Внезапно они умирают; среди ночи народ возмутится, и они исчезают; и сильных изгоняют не силою... Он сокрушает сильных без исследования и поставляет других на их места.

(Иов 34:20,24)

В этом смысле фундаментальное для всей европейской науки понятие причинности радикально пересматривается. Скажем, данное конкретное ядро распалось ровно в 12 часов 37 минут 00 секунд; причину этого события, объясняющую, почему оно не произошло, скажем, на две минуты раньше или позже, указать нельзя - оно вполне могло произойти раньше или позже, а вот произошло именно сейчас - и бессмысленно спрашивать почему. Эту особенность квантовой механики в особенности подчеркивал В. Паули.

Для Паули свобода, характерная для индивидуальных событий, есть наиболее важный урок квантовой механики. Он часто ссылался на философию Шопенгауэра, базовыми элементами которой были воля (Wille) и представление (Vorstellung), т. е. (иррациональная) свобода выбора и (рациональная) идея.

(K. V. Laurikainen. The message of the atoms. Essays on Wolfgang Pauli and unspeakable. Berlin, 1997)

Современному человеку, принадлежащему к европейской (в широком смысле слова) культуре и воспитанному в почтении к науке (часто без реальной потребности в понимании ее методов и результатов!), понятие причинности кажется самоочевидным. На простом понятии кармы как всеобщей механической связи явлений основана популярная эзотерическая традиция, восходящая к индуизму. В то же время многие канонические тексты (особенно буддийской традиции) подчеркивают невозможность говорить о причинах на самом глубоком уровне реальности. Логико-философское опровержение категории причинности дано в трактате Нагарджуны Двенадцать врат (см. главу 3). К этой проблеме рано или поздно подходит человек в процессе духовного роста.

Бхагаван: На что опираешься ты, Манджушри, когда осуществляешь праджняпарамиту [запредельную мудрость]?

Манджушри: Я совершенно не имею опоры в то время, когда осуществляю праджняпарамиту.

Бхагаван: Когда ты безопорен, Манджушри, то это и есть осуществление праджняпарамиты?

Манджушри: Когда не опираются ни на что, то это, о Бхагаван, и есть осуществление праджняпарамиты... Потому, что осуществление праджняпарамиты не имеет под собой опоры в виде любой дхармы, которую можно оставить или схватить.

(Сутра запредельной мудрости в 700 строк)

Подобное ощущение не чуждо и светской культуре, по крайней мере, в ее высших проявлениях. Как писал А. Пушкин, Случай -мощное оружие Провидения. Развивая эту мысль, А. Синявский в Прогулках с Пушкиным подчеркивает принципиальный индетерминизм мира великого поэта:

Идея рока... действующая с мановением молнии, лишена у него [Пушкина] строгости и чистоты религиозной доктрины. Случай - вот пункт, ставящий эту идею в позицию безликой и зыбкой неопределенности, сохранившей тем не менее право вершить суд над нами. Случай на службе рока прячет его под покров спорадических совпадений, которые, хотя и случаются с подозрительной точностью, достаточно мелки и капризны, чтобы, не прибегая к метафизике, сойти за безответственное стечение обстоятельств... Случай и рубит судьбу под корень, и строит ей новый, научный базис. Случай - уступка черной магии со стороны точной механики, открывшей в мельтешении атомов происхождение вещей и под носом у растерянной церкви исхитрившейся объяснить миропорядок беспорядком, из которого, как в цилиндре факира, внезапным столкновением шариков, образовалась цивилизация, не нуждавшаяся в творце... Бездомность, сиротство, потеря цели и назначения - при всем том слепая случайность, возведенная в закон, устраивала Пушкина. В ней просвещенный век сохранил до поры нетронутым милый сердцу поэта привкус тайны и каверзы. В ней было нечто от игры в карты, которые Пушкин любил.

М. Мамардашвили в Психологической топологии пути (лекция 7) подробно объясняет, что для наиболее важных понятий (добро, понимание) причин нет и быть не может: отсутствие причин и называется Богом. В этом смысле квантовая физика, порвав с классическим (лапласовским) детерминизмом, кажется, действительно проникла в какие-то более глубоко лежащие пласты реальности, чем классическая физика.

...Причин на свете нет,
есть только следствия.
И люди жертвы следствий.
(И. Бродский)

Применения вероятностного языка в квантовой и классической физике отличаются еще и вот чем. В классическом случае всегда складываются вероятности независимых событий. В квантовом же случае складываются амплитуды - комплексные числа, квадрат модуля которых и дает значения вероятности того или иного события. Именно это и приводит к появлению интерференционных, то есть волновых, явлений. При этом основным законом квантовой механики является сформулированный П. Дираком принцип суперпозиции: если система может находиться в двух различных состояниях, то она может находиться и в произвольной суперпозиции (говоря математически -линейной комбинации) этих состояний. Например, если электрон может находиться в состоянии с определенными значениями пространственных координат (то есть, попросту говоря, быть локализованным в какой-то точке), то возможно и такое его состояние, когда он (с разными вероятностями) обладает всеми этими значениями координат одновременно. Аналогичное утверждение справедливо и для скоростей: существует бесчисленное множество состояний, в которых электрон не имеет определенной величины и направления вектора скорости. Более того, оказывается, что не существует таких состояний, в которых электрон одновременно имел бы точные значения и координат, и скоростей (принцип неопределенности Гейзенберга).

Важно подчеркнуть, что в тех случаях, когда квантовая механика соглашается отвечать на тот или иной вопрос, ее ответы неизменно подтверждались всеми до сих пор выполненными экспериментами. Например, она способна вполне успешно рассчитывать характеристики различных спектральных линий в атомах, молекулах и твердых телах, расстояния между атомами в молекулах, и т. д., и до сих пор физики нигде не столкнулись с ее неадекватностью. Разумеется, в каждом конкретном расчете приходится делать какие-то дополнительные приближения, которые приходится контролировать отдельно, но в ряде случаев мы имеем точное решение задачи, например, для спектра атома водорода. При этом никаких расхождений между результатами экспериментов и предсказаниями квантовой механики обнаружить не удается. Более того, квантовая механика имеет множество успешных практических применений (транзисторы и лазеры - два, пожалуй, наиболее очевидных и эффектных примера). В то же время на ряд вопросов, традиционно считавшихся вполне допустимыми (например, о значении координаты и скорости электрона в данный момент времени), она никакого ответа не дает. В такой ситуации не приходится говорить о неправильности квантовой механики, но кажется уместной постановка вопроса об ее неполноте, то есть неокончательном характере, и существовании более фундаментальной теории, способной дать ответы на вопросы, лежащие за пределами квантовой физики. Такую позицию, в частности, занимал первооткрыватель корпускулярно-волнового дуализма Эйнштейн. Известно его высказывание Бог не играет в кости, означающее отказ признать чисто статистическую теорию за истину в последней инстанции. Приведем более полную цитату (которая явно вызывает библейские и даже каббалистические ассоциации) и ряд связанных с ней: