В.М.Герман, А.Д.Вербец, Ю.Е.Юрьев
Аннотация:
Показано, что ньютоно-картезианская парадигма, господствующая в науках о жизни, не отвечает современным физическим представлениям о реальности. Проведен анализ достоверных фактов телепатии, предвидения, психоделических видений. Предложена картина мира, отвечающая современным физическим представлениям, и включающая в себя феномен сознания.
1. Мир как логическая схема
На заре цивилизации человек ограничивался интуитивными представлениями об устройстве мира. Затем на смену интуиции пришла математика, но суть оставалась той же: математика более точно представляла интуитивно понятные результаты. Фундаментальные принципы организации мира не вызывали удивления, может быть потому, что человеку выросшему “на этих принципах” трудно было представить что-то иное. Казались странными размышления о том, почему у пространства три измерения, или почему при сложении скоростей V+V=2V. Три измерения и V+V=2V это естественно, глупо философствовать почему это так.
Незаметно для большинства из нас в современной физике произошел переход от собственно физической к логической реальности. Ничего “естественного” (интуитивно понятного) в понимании фундаментальных законов природы уже не осталось. Противоестественность новой физики объясняют тем, что она и не должна быть естественной, т.к. рассматривает ситуации не привычные для нашей повседневной жизни. Но обычно этот факт прячут за обилием формул, и стараются не обсуждать.
Бегло рассмотрим основные идеи новой физики [1].
Конечна или бесконечна Вселенная? Космология отвечает, что Вселенная безгранична, но возможно конечна. Дело в том, что пространство Вселенной искривлено, и может быть замыкается само на себя. Поэтому границу найти невозможно, а размер можно связать с радиусом кривизны пространства. Но если у пространства есть радиус кривизны, видимо можно говорить о расширении/сжатии пустоты? Именно на этой основе и трактуется современной наукой Большой Взрыв. В популярной литературе его часто описывают так, будто бы изначально существовал кусок сверхплотной материи, который взорвался, и теперь осколки разлетаются в разные стороны в изначально существовавшем вакууме. Это не соответствует современным представлениям. Правильная интерпретация Большого Взрыва следующая. Расстояние между точками мы вычисляем как корень квадратный из суммы квадратов разностей соответствующих координат. Эта формула некорректна, в ней потеряна зависимость от времени. В правильной формуле перед корнем квадратным должна еще стоять функция R(t), которая связана с гравитацией и отрицательным давлением квантового вакуума. Она меняется очень медленно, поэтому мы ее не замечаем и заменяем константой. Однако на самом деле именно эта функция и предопределяет эволюцию Вселенной, т.к. описывает расширение/сжатие самого пространства. Известные эксперименты по красному смещению свидетельствуют, что R(t) – функция возрастающая, то есть пространство медленно распухает в каждой своей точке. Когда-то давным-давно не было самого пространства (оно просто неотделимо от Вселенной). Поэтому научная точка на происхождение мира по своим амбициям и таинственному ореолу превзошла библейскую (где пространство существовало изначально).
Отметив тот факт, что пространство может расширяться (и сжиматься до полного исчезновения), вспомним теперь, что и V+V, оказывается, вовсе не равно 2V. Действительно, измерим скорость света, и установим, что она равна С. Теперь сядем в ракету, полетим вдоль луча со скоростью С/2, и снова измерим его скорость. К своему удивлению, мы обнаружим, что свет движется мимо ракеты не со скоростью С/2, а вновь со скоростью С. Эта видимая бессмыслица представляет собой надежно установленный экспериментальный факт, на котором держится вся теория относительности.
От космологии и теории относительности обратимся к физике микромира. Вероятно, всем читателям хорошо знакомы классические опыты Юнга по интерференции света. Однако они заслуживают того, чтобы еще раз о них вспомнить. В опыте Юнга свет от точечного источника, падает на экран с двумя близко расположенными щелями, при этом на втором экране наблюдаются интерференционные полосы. Но свет состоит из корпускул-фотонов, и интерференционные пятнышки наблюдаются даже в том случае, когда на экран по очереди падают фотон за фотоном. Это означает, что каждый фотон каким-то образом проходит сразу через две щели.
Квантовая физика отказалась от толкования подобного рода курьезов, но уже не потому что глупо думать над очевидным, а потому, что реальность видимо столь сложна, что интуитивному пониманию в принципе недоступна. Главное не понимать, а правильно описывать. С этой целью и было написано уравнение Шредингера для волновой функции, ставшей с тех пор центральным объектом квантовой механики. Будучи взятой по модулю в квадрате, волновая функция определяет плотность вероятности определенного состояния частицы. Это, однако, не статистический подход, а нечто гораздо более фундаментальное. Дело обстоит так, как будто в самой природе нет ни волн, ни корпускул, а есть вот эти странные математические объекты-волновые функции. Эйнштейн до конца жизни не мог смириться с тем, что “Бог играет в кости”, искал скрытые переменные и многократно пытался оспорить мировоззренческий фундамент квантовой механики, но каждый раз терпел поражение. Один из известных выпадов Эйнштейна против квантовой механики вошел в историю науки как мысленный эксперимент Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР). Изначально эксперимент был сформулирован для того, чтобы подвергнуть сомнению соотношение неопределенностей. Из квантовой механики известно, что у частицы нельзя одновременно точно измерить координаты и импульс. Но что если проводить одновременно наблюдение за двумя частицами? Например, после столкновения двух частиц импульс одной можно измерить, а импульс второй рассчитать из закона сохранения импульса. Затем можно измерить координаты второй частицы. Тем самым, для второй частицы будут известны одновременно координаты и импульс, а соотношение неопределенности рухнет. Здесь правда заложено разумное предположение, что в момент измерения импульса первой частицы она никак не может передать информацию об этом второй частице. Выполнение принципа неопределенности означало бы, напротив, что между частицами существует странная телепатическая связь, причем скорость обмена информацией бесконечна. Однако Эйнштейн торжествовал напрасно, потому что в экспериментах А.Аспека, уже после смерти Эйнштейна, подтвердилось не разумное, а именно безумное предположение. В экспериментах А.Аспека в 1981 г измерялись направления поляризации двух фотонов, испущенных одним и тем же атомом. При этом обнаружилась корреляция между результатами измерений на разных частицах, та самая “телепатическая связь”, механизм которой не ясен. Показательно, что в среде специалистов по квантовой механике это не вызвало ажиотажа: эксперимент подтвердил фундамент квантовой механики, а от поисков наглядной интерпретации квантовая механика давно отказалась. Теория относительности тоже не рухнула: она накладывает ограничение на максимальную скорость передачи информации, но в ЭПР –эффекте одна частица передает другой информацию о случайном событии, так что использовать ЭПР –эффект для создания передатчика нужной нам информации мы не сможем. И все-таки, что же произошло? Было показано, что две частицы представляют цельную систему; строго говоря, в эту систему надо включать также измерительный прибор и вообще всю Вселенную. Вселенная представляет собой единое образование, говорить о существовании в ней отдельных частиц в некотором смысле проблематично. В очередной раз эксперименты А.Аспека побуждают задуматься о физической природе пространства. Нельзя исключать, например, что разные частицы- это как бы проекции некоторой Суперчастицы в разные точки пространства, как полагает физик лондонского университета Дэвид Бом.
Приведем еще несколько странностей современной физики.
Теодор Калуца весьма убедительно и красиво поставил под сомнение самый казалось бы очевидный и фундаментальный факт, что мы живем в 4-мерном пространстве-времени. Было показано, что гравитационное и электромагнитное поле объединяются в единую гравитацию в предположении пятимерности пространства, которое мы по каким-то причинам наблюдаем из неполного 4-мерного среза. В современном варианте теории Калуцы — Клейна все силы природы рассматриваются как проявление структуры 11-мерного пространства-времени, тем самым построена полная “геометрическая” картина мира. Согласно теориям такого рода, “твердое вещество”, воспринимаемое нашими органами чувств - всего лишь проявление “извилистого Ничто”. Видимо, можно сказать и так: частица – это участок пустоты, подчиняющийся определенным логическим правилам.
Понятие радиуса электрона в физике не удалось сформулировать непротиворечиво. Если бы электрон обладал конечными размерами, то сильной ударной волной (которая распространяется со скоростью ниже С) его можно было бы сплющить и разорвать на части, но тогда он перестал бы быть элементарной частицей. Поэтому физики договорились считать электрон материальной точкой (снова логический формализм!), но к сожалению тогда потенциал вблизи электрона стремится к бесконечности, что неверно.
Одна из последних безумных находок – обнаружение кварков и установление взаимодействия между ними. Собственно кварков никто никогда не видел, но их введение решает многие теоретические проблемы. Расчеты показывают, что взаимодействие между кварками возрастает с увеличением расстояния между ними (что совершенно противоестественно с точки зрения здравого смысла), поэтому одиночные кварки в природе не наблюдаются.
История физики XX века учит нас, что здравый смысл служит препятствием в познании истинной природы вещей, а ведущими критериями истинности теории выступают ее формально-логическая безупречность и подтверждение экспериментом. Должны быть приняты в качестве предположительно истинных самые безумные идеи, если они внутренне безупречны и хотя бы косвенно экспериментально подтверждены. Мир, в котором мы живем, все больше открывается нам как грандиозная логическая схема, но не привычный физический мир.