Квантовая механика считается «наиболее проверенной и наиболее успешной теорией в истории науки», но консенсуса в понимании «её глубинного смысла» до сих пор нет.
Статья посвящена неопределенности Пространства и Времени в психологической механике, показана обобщенная формула неопределенности и, как следствие, простая интерпретация неопределенности для 1) микромира не очень высоких энергий, 2) макромира не очень высоких энергий, 3) для микромира высоких энергий, 4) для макромира высоких энергий.
Принцип неопределенности в квантовой механике
Феномен неопределенности прослеживается с античности. Так, Анаксимандр ввел понятие "апейрона" как неопределенной, хаотичной субстанции, Платон характеризовал бытийную неопределенность категориями "меон" и "укон", связывал неопределенность с небытием, Аристотель полагал неопределенным началом материю, "гиле". Неопределенность мыслилась как отсутствие границ или их неведение, синоним ограниченности предикатов сущего. В философии Нового Времени проблема неопределенности связывалась с невозможностью объективного познания (Д. Юм, Дж. Беркли, И. Кант). Существенное место проблема неопределенности занимает в русской философии, ассоциируясь с хаосом (В. Соловьев), с "непостижимым", с неопределимостью природы Абсолюта (С. Франк, П. Флоренский, Н. Лосский). В онтологии М. Хайдеггера неопределенность рассматривалась как феномен сокрытия, изначального или приобретенного, сопрягалась с феноменом времени.
Проблемой определенности или неопределенности состояний физических систем и их описания традиционно занимались физика и математика. Активный этап осмысления определенности научных методов познания начался в XVII в., когда работы Р. Декарта, И. Ньютона, П. Лапласа положили начало последовательным детерминистским установкам в физике и философии. В рамках классического детерминизма обосновывался тезис об определенности научного знания, о применении таких форм познания, которые отражают строгую необходимость, исключают случайность, в ре-зультате чего выработался взгляд, согласно которому каждое явление суть неизбежное следствие "великих законов природы" и в силу этого может получить строгое научное описание в терминах классической механики.
Первые попытки введения неопределенности в когнитивное поле науки связаны со становлением теории вероятности, оформившейся в специальную дисциплину в работах Б. Паскаля, П. Ферма, Г. Лейбница, П. Лапласа, Я. Бернулли, Л. Эйлера, К. Гаусса.
В квантовой механике постулируется принцип неопределенности
Гейзенберга и вводится необычная характеристика – вероятность нахождения частицы в пространстве-времени. Далее используется математический аппарат и получают еще более удивительные принципы, например, кот
Шредингера, эффект
Зомерфельда, квантовая запутанность... Все они сводятся к тому, что невозможно одновременно измерить координату и импульс, не существует определённой траектории частицы, есть вероятностное описание и дискретность средних значений наблюдаемых величин, есть мгновенное изменение описания квантового состояния (волновой функции) объекта при измерении (волновой коллапс)…
Важно отметить, что ясной интерпретации квантовой механике до сих пор нет.
- 27% физиков придерживаются копенгагенской интерпретации (Бор-Гейзенберг - частица есть реальная волна с зарядом и массой, «чем точнее определено положение, тем менее точно известен импульс, и наоборот»; возможностная Вселенная, когда с каждым будущим событием связана определённая степень возможности).
- 16% физиков толкуют квантовую механику согласно многомировой интерпретации (Эверет-Девит - предполагает существование «параллельных вселенных», в каждой из которых действуют одни и те же законы природы и которым свойственны одни и те же мировые постоянные, но которые находятся в различных состояниях или не взаимодействуют. Данная интерпретация экспериментально не проверяемая, поэтому псевдонаучная).
- 8% придерживается интерпретации Бома (характеристики частицы зависят от конфигурации всей Вселенной; причинная интерпретация).
- 8% придерживается интерпретации непротиворечивых историй (существуют альтернативные истории системы таким образом, что вероятность для каждого истории подчиняться правилам классической вероятности в то же время в соответствии с уравнением Шредингера).
- Около 40% не придерживаются ни одной интерпретации или затрудняются ответить (толкование ёмко выраженно в афоризме Дэвида Мермина, приписываемая так же Фейману и Дираку: «Заткнись и вычисляй!»).
Так необычная природа принципа неопределённости
Гейзенберга и его запоминающееся название сделали его источником ряда шуток. На стенах физического факультета университетских городков часто можно найти популярную надпись:
«Здесь, возможно, был Гейзенберг».
Неопределенность в психологической механике
Перейдем к описанию реальных механических систем и рассмотрим неопределенность, как явление.
Определение Времени и Пространства в психологической механике для реальных систем характеризуется тензорами причин-следствий и геометрии. Исходя из данного определения существуют флуктуации, колебания и периодические изменения тензора причин-следствий и геометрии. Явление дисперсии Времени и Пространства объясняет отклонение от среднего равновесного значения измеряемой физической величины любого технического прибора, является неотъемлемой характеристикой синергетических явлений. Можно сделать предположение, что с данным явлением связано как так огромный класс эффектов равновесия, их резонансов и применения, так и квантовый феномен неопределенность
Гейзенберга и постоянная
Планка. В целом, неопределенность есть значимый элемент для описания и функционирования реальных физических, биологических и социальных систем.
Физическая неопределенность для реальной механической системы - это проявление 1) рассеяния причин-следствий, 2) дисперсия геометрии форм, сред и их отношений, 3) рассеяние значения массы для конкретных реальных объектов. Обобщенный принцип неопределенности массы имеет вид:
где
x - неопределенность / точность измерения координаты объекта,
x - координата объекта,
m - неопределенность / точность измерения массы объекта,
m - масса объекта,
t - неопределенность / точность измерения времени,
t - время наблюдения объекта.
Данное соотношение имеет несколько упрощений: 1) для микромира (это элементарные частицы, например, атом водорода); 2) для макромира (это обычный визиуальный настоящий мир вокруг человека); 3) для мегаэнергий и микромира (это физика высоких энергий, столкновения релятивистских частиц и рождение новых); 4) для мегаэнергий и макромира (это мощные взрывы, сверхновые звезды, материя вблизи гравитационной сингулярности, например, ядер галактик).
Неопределенность для микромира
1) Для элементарных частиц не очень высоких энергий, например, электроны или ядро атома, из обобщенного принципа неопределенности получаем неравенство между дисперсией времени и геометрии или известный принцип Гейзенберга:
или просто
. Обобщенный принцип неопределенности дает наглядную интерпретацию принципа Гейзенберга в квантовой механики. Нет никакой вероятностной вселенной, нет вероятности положения электрона или многопараллельности миров... Неопределенность координаты элементарной частицы, например, электрона в атоме, связана с точностью измерения и дисперсией времени! Чем точнее временной интервал наблюдения элементарной частицы (ограничен снизу дисперсией времени), тем большая неопределенность координаты для частицы. Определение связано с простым соотношением дисперсии причин-следствий и геометрии без использования каких-либо воображаемых вероятных историй.
Неопределенность для макромира
2) Для макромира неопределенность координаты прямопропорциональная точности измерения времени, которая ограничена дисперсией причин-следствий:
Для классической механики неопределенность связана с дисперсией причин-следствий и геометрии. Например, для планеты Земля при точности наблюдений 1 сек для наблюдателя неопределенность положения планеты равна 30 км. Это очевидно и есть классическая механика! Так же мы имеем запись ограничения скорости времени от отношения между дисперсией геометрии и причин-следствий, которая для идеализированной системы переходит в классическое определение скорости.
Неопределенность для мегаэнергий и микромира
3) Для физики высоких энергий, столкновения релятивистских частиц и рождение новых субчастиц соотношение неопределенности массы и причин-следствий имеет вид:
В настоящее время данное соотношение неопределенности известно, как одна из альтернативных записей принципа Гейзенберга. Можно показать правомерность данного соотношения, если напомнить о существовании поколений элементарных частиц от энергии столкновения. Из соотношения получаем интерпретацию, что неопределенность энергии элементарной частицы связана с точностью измерения и дисперсией времени! Чем точнее временной интервал наблюдения элементарной частицы и меньше дисперсия времени, тем большая неопределенность энергии частицы.
Неопределенность для мегаэнергий и макромира
4) Для мегаэнергий и макромира:
где
a - ускорение объекта,
N - мощность изменения энергии.
В настоящее время данное соотношение неопределенности известно для взрывов, например, термоядерных взрывов, как время полного деления 1 кг ядерной взрывчатки (10
-7–10
-6 сек),
неопределенность за счет диагностики, неопределенности в вопросе о мощности взрыва, неопределенности установленных значений эффективных доз облучения... Мы так же получаем запись ограничения мощности от отношения между дисперсией энергии и причин-следствий, которая для идеализированной системы переходит в классическое определение мощности
, как скорости изменения энергии.
Далее "Мировой кварк и человек. Схема взаимодействия и научное направление для Великого объединения"
ЛИТЕРАТУРА:
