Головна

B. Що може означати відмову від універсальності і абсолютності поняття безлічі в описі природи

  1.  C. Випадкова величина, яка може приймати будь-які значення всередині деякого інтервалу.
  2.  I. Попередні поняття
  3.  II. Деякі загальні поняття ендокринології
  4.  II. Основні характеристики на місленето като процес на форміране на поняття.
  5.  Thrashing. Властивість локальності. Модель робочого безлічі.
  6.  XI. Послання природи і виховання (ГБ).

Представляється розумним розглянути це питання в загальній формі, відштовхуючись від того гранично загального і абстрактного поняття безлічі, яке використовується як вихідне в математиці. При такому підході ясно, що припущення про відносність і неуніверсальності поняття безлічі в описі природи не вкладається в описану в підпункті А схему узагальнення понять «по вертикалі» саме в силу граничної спільності поняття безлічі. Єдина можливість релятивизации поняття безлічі полягає в своєрідному обмеження сфери його застосування, яке досягається не шляхом переходу до більш загального поняття, що стоїть над ним (такого просто немає, оскільки поняття безлічі вже є гранично загальним), а шляхом введення на паритетних засадах протилежної йому поняття, виражає повне заперечення і виключення застосовності поняття безлічі, самої можливості виділення будь-яких елементів і їх множин. Таким поняттям, що протистоїть поняттю множини і одночасно додатковим до нього і з ним нерозривно пов'язаним, може бути поняття єдиного, розуміється як вираження специфічного властивості неразложимости квантових систем на безлічі елементів. На жаль, це цілком природно виникає тут, хоча і незвичне, але абсолютно точне поняття виявляється омонимичности розхожій і надзвичайно розпливчастого метафоричному обороту, широко вживається філософами, біологами, а останнім часом - кібернетики і «системщиками». Ми тому визначимо «єдине» як те, що ними ніколи не мається на увазі: єдине як ні - багато, єдине як одне або ціле, повне 33 виняток і заперечення будь-якої множинності, будь-якої можливості вичерпного розкладання досліджуваної системи на безлічі будь-яких елементів.

Може здатися бажаної і навіть необхідної якась ілюстрація так розуміється єдиного. Потрібно підкреслити, що це поняття єдиного за самим визначенням і характером введення виключає можливість будь-якої чуттєвої ілюстрації. Дане поняття висловлює дуже характерне специфічне властивість фізичних станів, що полягає у принциповій недосяжності їх вичерпного розкладання на безлічі елементів. І як таке воно збагненно НЕ чуттєвим шляхом, а на підставі умовиводи. Безпосереднє емпіричне свідчення тут неможливо.

Наприклад, була б просто недоречною спроба вказати якусь чуттєву аналогію або ілюстрацію такого, скажімо, єдності фізичної системи, яке представлено неразложимой осередком hN в фазовому просторі системи N-Вимірювання, оскільки сенс цього осередку якраз і полягає у виключенні необмеженої фізичної верифікації будь-яких чуттєвих образів (простору, часу, енергії, імпульсів і т. п.) і самої можливості будь-яких реальних фізичних операцій по необмеженої деталізації станів системи в рамках подібних чуттєвих образів , представлених фізично вимірними величинами. Втім, одну віддалену, але досить промовисту ілюстрацію ми ризикнемо привести. У тому, що не всякий об'єкт пізнання вичерпується множинами яких би то ні було елементів, які в ньому можна виділити, читач легко переконається, якщо звернеться до розгляду свого власного «я». Жодна людина не погодиться з тим, що повний перелік усіх почуттів і переживань, яких він зазнав на протязі всього життя, повністю вичерпує його власне «я». І напевно, багато читачів побажали б вказати на особливий аспект цілісності і тотальності, що лежить, на їхню думку, в основі даного безлічі почуттів і переживань. У світлі сучасних пошуків квантової концепції фізичних станів свідомості не виключено, що ця аналогія має деякі більш вагомі підстави [157].

Зрозуміло, фізик може розвинути свою інтуїцію до такої міри, що виявиться здатним безпосередньо «переживати» дію як механічну величину, аналогічно тому, як він здатний до чуттєвого переживання фізичного денотата понять «маса», «довжина» і т. П. І все ж принципово немає ніякої можливості для введення будь-якої процедури емпіричної верифікації образів окремого елемента і їх множин в межах осередку hN. Можна уявити собі нескінченно ділимими 34 простір, час, масу і т. п., але лише за рахунок (!) нескінченного зростання відповідних їм пов'язаних величин: імпульсу, енергії і т. п., що не має фізичного сенсу і тим самим позбавляє всякого фізичного сенсу зазначене подання про нескінченну фізичної подільності.

Отже, приймемо взаємну доповнюваність в описі фізичної реальності абстракцій безлічі и єдиного (Єдиного як вираження кінцевої неразложимости реальності на безлічі).

В рамках такого добре збалансованого і врівноваженого погляду на фізичну реальність жодне з протилежних понять - безліч и єдине - не може претендувати на винятковість, особливу виделенность або абсолютність, але обидва вони виявляються взаємно обумовленими і взаємно-скоррелировать і узгодженими. У цьому полягає конкретний сенс деабсолютізаціі і релятивизации поняття безлічі в описі природи. Тільки це ми і будемо надалі розуміти під концепцією цілісності.

C. Постійна Планка і співвідношення невизначеностей Гейзенберга як конкретні форми фізично змістовного відмови від абсолютності поняття безлічі в описі природи

Та обставина, що в загальноприйнятому викладі підстав квантової механіки гіпотеза Планка про існування h і співвідношення невизначеностей Гейзенберга приймаються в якості вихідних постулатів або фактів, на яких будується квантова механіка, без достатнього усвідомлення підстав самих фактів і особливо їх епістемологічного сенсу, безумовно, є серйозним недоліком, який веде до «незбагненності» багатьох природних наслідків прийняття таких фактів, як імовірнісна природа пси-функции, редукція хвильової функції, несиловим кореляція систем, описуваних єдиної пси-функцією, і т. п. Природно, що подолати цей недолік можна лише шляхом зняття будь-якої «загадковості» з константи h і пов'язаних з її введенням співвідношень невизначеностей. В рамках введених в підпункті Б вихідних уявлень це легко зробити. За своїм фізичним змістом введення константи h є не що інше, як введення межі для довільного зменшення величини розмірності г'см2 / с, яка може бути розписана як твір енергії на час або твір імпульсу на просторове переміщення і т. п.

Важливо, однак, зрозуміти константу h як природне обмеження будь-якої можливості абсолютно множинного тлумачення станів фізичних систем не тільки в звичайному фізичному просторі, але і в просторах будь-яких інших фізичних 35 величин, які можуть бути представлені в якості співмножників, що входять в розмірність дії. Для цього можна звернутися до вихідної задачі Планка - дослідження спектрального розподілу рівноважного випромінювання - і показати, що вся складність проблеми ультрафіолетової расходимости якраз і полягала в класичному допущенні про необмежену подільність речовини і випромінювання в рамках понять «елемент» і «безліч елементів» [156 ]. З класичної точки зору, що абсолютизує множинність і необмежену дифференцированность в природі, випромінювання, що знаходиться в вигляді стоячих хвиль в замкнутій порожнині, повинно було включати в себе хвилі як завгодно малої довжини, а енергія збудження повинна була витрачатися скільки завгодно малими порціями на збудження коливань все більш високих частот, що і вело до ультрафіолетової катастрофи. Введення ж Планком гіпотези про найменшою порції дії зробило це класичне допущення беззмістовним і одночасно забезпечив вирішення проблеми.

Квант дії в прихованому вигляді містить істотно відмінну від класичної посилку про кінцеву неподільності фізичних станів, оскільки кладе межа безпідставного зменшення твори г'см? / с, а значить, і кожного з вхідних в нього членів. Квант дії робить принципово недосяжним класичний ідеал повного і вичерпного розкладання станів фізичних систем на безлічі будь-яких елементів. Будь-яка реальна, т. Е. Має фізичний зміст і піддається емпіричної верифікації деталізація або розкладання станів фізичних систем на безлічі елементів, може бути здійснена або в звичайному просторі, або в просторі імпульсів, енергій та інших подібних їм емпірично верифікованих фізичних величин. Але ні в одному з названих просторів така деталізація-розкладання не може бути абсолютною і вичерпної в силу існування кінцевої і далі неподільної порції дії, що веде у себе поява співвідношення невизначеностей для сполучених величин, відповідних проведення того чи іншого конкретного способу фізичної деталізації. Для імпульсів і відстаней або енергії і часу це очевидно; для електричного заряду, наприклад, виникає така перестав коммутирующая з ним величина, як г?'см?, Для маси - см'с? і т.д.

Отже, постійна Планка містить в собі принципова відмова від необмеженої деталізації станів фізичних систем в рамках понять «елемент» і «безліч елементів». Неминучим логічним завершенням такої відмови від повної і вичерпної разложимости фізичних станів на 35 безлічі елементів повинен бути наступний вирішальний крок: потрібно провести відмова цілком послідовно і до кінця і визнати, що в кінцевому рахунку будь-яка фізична стан (і разом з ним весь світ в цілому [27]) має властивість кінцевої фізичної неподільності, по відношенню до якого повністю і беззастережно втрачають будь-який сенс поняття разложимости на якесь безліч елементів і самі образи множин та елементів.

Таке визнання відразу ж дає природне пояснення об'єктивного онтологічної статусу потенційних можливостей і відповідних їм ймовірностей у квантовій механіці: оскільки фізична система неразложима в вичерпному розумінні на безлічі будь-яких елементів, опис її в термінах елементів і їх множин набуває неминуче імовірнісний сенс. Іншими словами, якщо в нашому математичному мові ми не можемо описувати фізичні системи інакше, лише як в класичних за своєю суттю термінах елементів і множин елементів (яким би не був їх конкретний фізичний зміст), а фізичні системи не піддаються вичерпної разложимости на безлічі елементів, то частина класичних образів (елементів і їх множин) набуває, так би мовити, фантомний характер. Це і породжує поняття потенційні можливості, віртуальні частинки і процеси і т. П. Але в їх основі лежить щось реальне - властивість неподільності систем на безлічі елементів.

2. РЕДУКЦІЯ ХВИЛЬОВИЙ ФУНКЦІЇ

Повний опис максимально деталізованого стану фізичної системи представлено хвильової функцією, яка, однак, описує не елементи, нібито що входять до нібито множинну структуру системи, а лише поширення ймовірностей їх виявлення або отримання в силу реальної неразложимости систем на безлічі будь-яких елементів. Необхідно імовірнісний сенс пси-функции є неминучий і природний наслідок відмови від абсолютності і універсальності поняття безлічі в описі фізичних систем. При цьому перша і найважливіша властивість пси-функции, представлене умовою її нормування, корениться не в суб'єкті ( "розумно вимагати, щоб ..."), а в об'єкті: якщо система неразложима на безліч чітко визначених елементів і повинна бути опісиваема лише в термінах ймовірностей їх отримання, дане об'єктивне і реальне властивість її цілісності - властивість кінцевої неподільності і неразложимости на будь-які безлічі - є також і природною основою взаємної узгодженості та скоррелірованності властивих їй потенційних можливостей, які представляють тепер лише її віртуальну множинну структуру. наприклад, 37 якщо в системі не можна в принципі виділити з абсолютною точністю такий елемент, як певний імпульс, а існує лише певна ймовірність отримати його з тим чи іншим значенням, то весь набір відносяться до визначення імпульсу потенційних можливостей системи виявляється внутрішньо узгодженим саме властивістю кінцевої неразложимости її на якісь -або безлічі. Збільшення ймовірності отримання імпульсу в межах даного інтервалу значень відповідає зменшення вірогідності виявлення його зі значеннями, що лежать за межами даного інтервалу, і навпаки. Для системи з точним значенням імпульсу хвильова функція набуде вигляду, відповідний монохроматичної хвилі, т. Е. Повного виключення можливості інших значень змінної величини, крім здійснити.

Отже, внутрішня кореляція і взаємна узгодженість потенційних можливостей квантової системи виникає з її фундаментального властивості бути неподільною цілісністю, що означає заперечення і виключення будь-якої множинності в субквантовом рівні.

Властивість кінцевої неподільності і неразложимости фізичних систем на безлічі елементів виступає: а) об'єктивною підставою існування потенційних можливостей квантової системи; б) природним підставою їх взаємної узгодженості та скоррелірованності, т. е. підставою умови нормування пси-функции.

З цієї точки зору в редукції хвильової функції немає нічого загадкового; навпаки, було б дивним і загадковим її відсутність.

Повний набір потенційних можливостей системи представлений у вихідній хвильової функції суперпозицией її приватних станів:

Y (x) = c1f1(X) + c2f2(X) + ... + cifi(X)

Кореляція між цими приватними потенційно можливими станами і сама можливість нормування їх коефіцієнтів забезпечена кінцевої нерозкладного системи на безлічі незалежних елементів: все властиві системі потенційні можливості повинні бути взаємоузгоджені і ув'язані в одне саме тому, що сама система - носій цих потенційних можливостей - є в кінцевому рахунку одне, а зовсім не багато і не розпадається в вичерпному розумінні на будь-які безлічі незалежних і не пов'язаних між собою елементів.

Якщо тепер над системою виконується акт вимірювання, який в разі потреби має фізичний характер, одного кванта передається їй енергії може виявитися досить для 38 стрибкоподібного переходу системи зі стану Y (x) В стан Yn(х). але реалізація стану Yn(х) Означає виключення інших можливостей, представлених в первісної хвильової функції, т. Е. Коефіцієнт при Yn(х) Стає рівним одиниці з одночасним "згортанням" до нуля всіх інших коефіцієнтів: з1, ..., Зi (Крім зn-го). Інакше і бути не може з точки зору того загального збереження, кореляції та взаємоузгодженість потенційних можливостей, які диктуються квантовим властивістю системи як неразложимой в кінцевому рахунку одиниці. Ця взаємоузгоджена "гра" потенційних можливостей системи, що супроводжує її перехід в результаті вимірювання з одного стану в інший, має цілком об'єктивний характер і не залежить від того, зареєструє чи спостерігач результати вимірювання чи ні. Об'єктивно вони "реєструються" через властивість фундаментальної цілісності і неразложимости квантових систем шляхом перерозподілу властивих їм потенційних можливостей в залежності від реально здійснилися. У цьому вся суть справи. Зрозуміло, мова може і не йти про якісь вимірах; замість них можна говорити про реакціях зіткнення і розсіювання частинок і т. п., що відбуваються без участі спостерігача. Однак фундаментальне властивість фізичної неподільності і неразложимости квантових систем і в цьому випадку точно таким же чином буде "керувати" перерозподілом потенційних можливостей від однієї події до іншої. Тому немає ніякого сумніву, що квантова механіка керувала подіями в природі ще в епоху динозаврів, коли була винайдена пси-функція і не було самого спостерігача. Ми бачимо, що об'єктивний еквівалент явища, відомого як редукція хвильової функції, повинен був тоді мати місце, як і тепер, як і завжди.

3. несиловим КОРЕЛЯЦІЯ У ПОВЕДІНЦІ КВАНТОВИХ СИСТЕМ

Найцікавіше і нетривіальне явище в квантовій механіці - ефекти так званої несиловий зв'язку частинок. Вперше з граничною ясністю їх специфічний характер був розкритий в знаменитій статті Ейнштейна, Подільського, Розена, з якої бере свій початок історія ЕПР-парадоксу [170, т. 3, с. 604-611].

Розвиток техніки експериментальної перевірки цих передбачення квантової теорії, що почалося з відомого експерименту By Цзин Сян [249], останнім часом досягло незаперечних результатів, що підтверджують наявність особливої ??кореляції в поведінці квантових систем, що описуються єдиної пси-функцією. Останнім часом поставлений новий експеримент, чітко 39 підтвердив обговорювану тут кореляцію квантових систем для макроскопічних відстаней (близько 13 м) [176].

Настав час визнати наявність зазначеної кореляції і об'єктивно розглянути можливість її пояснення. Вперше, на наш погляд, правильне пояснення особливої ??природи даної кореляції було дано А. Д. Александровим [7; 8], В. А. Фоком [147]. Ми покажемо, що в світлі прийнятого тут підходу до підстав квантової механіки ця дивовижна зв'язок виявляється тривіальним наслідком кінцевої неподільності і неразложимости фізичних систем на безлічі елементів. Відмовившись від погляду на квантову систему як на деякий актуальне безліч елементів і визнавши, що її в кінцевому рахунку потрібно розуміти як неподільну і нерозкладних на будь-які безлічі елементів, ми тим самим отримуємо доступ до квантовому властивості системи як неподільної цілісності, що є природним основою не фізично-причинний (пов'язаної з перенесенням енергії), а несиловий і импликативного-логічної по суті, але тим не менше цілком об'єктивною в силу реальності зазначеного властивості квантових систем кореляції або так званої особливої ??квантової зв'язку їх підсистем.

Пояснимо сказане. Нехай є квантова система, що складається з двох підсистем (наприклад, молекула з двох атомів), в стані, для якого повний спін дорівнює нулю, і нехай спин кожного атома дорівнює h / 2. Очевидно, це означає, що спін кожної частки спрямований (якщо взагалі можна говорити про направлення спина) точно протилежно спину іншої частинки. Припустимо далі, що молекула розпалася на атоми (причому в результаті такого процесу, який не змінює повного моменту кількості руху) і атоми розійшлися на таку велику відстань, що між ними виключається всяке фізичне взаємодія. Теорія передбачає, а досвід підтверджує, що якщо ми будемо тепер робити вимірювальні операції над одним з атомів (вимірювати одну з компонент х, у, z його спина), то будемо автоматично отримувати абсолютно точні відомості для відповідної компоненти спина другий частки. Якби спин був класичної змінної, то збереження такого скоррелировать початковим станом співвідношення кожної пари компонент спінових змінних не представляло б нічого дивного, оскільки кореляція, очевидно, підтримувалася б динамічними рівняннями рухів для окремих векторів спина в припущенні протікання процесу в порожнечі, в ізоляції від якого -або зовнішнього впливу і в силу існування законів збереження. При цьому природною була б точка зору, згідно з якою будь-якої миті обидва вектори спина мають абсолютно точними і одночасними значеннями всіх трьох своїх компонент. 40

Очевидно, така картина грунтується на уявленні про що відбулася абсолютному і повному розщеплюванні початкового стану молекули на чітко визначені і цілком однозначні елементи подальшого стану двох атомів, також відокремилися один від одного абсолютним чином і існуючих реально в кожен момент часу. Це і є картина, відповідна класичному ідеалу опису, в якому абсолютизується множинність в природі.

Незважаючи на те що таке уявлення спочиває на надзвичайно сильною і фактично позбавленої реального сенсу ідеалізації, воно тим не менш здається цілком природним в силу звичного характеру використовуваних тут класичних уявлень про загальну і повну разложимости природи на складові її безлічі елементів з довільною ступенем точності.

Однак якщо перейдемо тепер до квантово-механічному опису, то картина буде іншою. По-перше, в силу співвідношення невизначеностей не можна допустити одночасного існування всіх трьох компонент спина другого атома як цілком певних, хоча переорієнтувати вимірювальну апаратуру над першим атомом, ми можемо передбачити за бажанням абсолютно точне значення будь-який з них, як якщо б вони існували спільно і були строго визначеними.

По-друге, ми не можемо також допустити одночасного існування хоча б однієї пари цілком певних компонент спинив обох частинок до вимірювання, оскільки первісний стан з певним значенням повного спінового моменту всієї системи несумісне з одночасними йому і також точними значеннями спінів атомів, що складають цю повну систему .

Проте, провівши вимір над першою часткою, ми в змозі дати точні прогнози для відповідної компоненти спина другий частки, як якщо б остання визначалася в процесі вимірювальної операції над першою часткою. Отже, в квантовій механіці, зробивши вимір над однією з частинок після того, коли вони вже розлетілися і між ними немає ніякого фізичного взаємодії, ми тим не менше певним чином впливаємо на другу частку. Причому, якщо ми як і раніше будемо дотримуватися класичних уявлень про абсолютну разложимости реальності на безлічі складових її елементів і вважати ці елементи абсолютно індивідуалізувати об'єктами, ця взаємозалежність, за висловом Ейнштейна, неминуче набуває відтінок чогось містичного, телепатичного та ще совершающегося з нескінченною швидкістю . 41

Однак вирішальний фактор тут полягає в тому, що раніше між двома атомами відбувся обмін хоча б одним квантом енергії, без чого вони не становили б вихідну молекулу. Таке квантове взаємодія, що мало місце в минулому, зв'язало обидва атома в нерозкладних в кінцевому рахунку систему, а фундаментальне властивість фізичної неподільності квантових систем забезпечує тепер збереження квантової цілісності виникла системи завжди, що б не трапилося в подальшому з її підсистемами. Досягнуте в квантовому взаємодії об'єднання часток в нерозкладних систему тяжіє над подальшою історією кожної окремо взятої підсистеми і забезпечує відому взаємоузгодженість їх навіть після розпаду системи. Це пояснюється тим, що ні подальший розпад, ні будь-яке інше взаємодія не поширюється глибше квантового рівня і не може привести до подальшого розщеплення вихідної системи в субквантовом рівні, де не тільки дана система, але і весь світ разом з нею є одне - неподільна і неразложимая цілісність, чужа за своєю природою будь-якої множинності.

У зв'язку з цим виявляється можливою інша, більш природна точка зору, що враховує прояв властивостей світу як неподільного цілого. Ми відмовляємося від уявлення про абсолютну і повну разложимости реальності на складові її елементи і в області квантово-механічного досвіду повинні постійно мати на увазі теоретично виявлений і експериментально підтверджується факт фізичної неподільності світу в кінцевому рахунку. Хоча в розглянутому прикладі вихідна система розпалася на дві підсистеми, однак подібне розкладання не абсолютне. Завдяки фактично існуючої кінцевої неразложимости вихідної системи, потенційні можливості двох виникли з неї підсистем завжди виявляються чудовим чином узгодженими між собою таким чином, що визначення спінової компоненти першого атома миттєво "вирізає" із спектру можливих станів спина другий частки тільки таку компоненту її спина, яка забезпечує збереження їх взаємної відповідності.

В даному випадку фізична неподільність вихідної квантової системи забезпечує збереження її повного спина вже після того, як вихідна система розпалася, і незалежно від того, що конкретно відбувається з її підсистемами окремо. В результаті стану її підсистем виявляються взаємно скоррелировать, і повний спін зберігається. Наведений приклад і особливо характер простежується в ньому кореляції в поведінці підсистем, що зберігається і після розпаду вихідної системи, не можна зрозуміти, якщо дотримуватися класичного погляду на природу як на безмежну множинність: сукупність 42 самодостатніх елементів-індивідуумів, деяких самостійних сутностей-індивідуумів і тільки. Навпаки, в квантової області всюди необхідний послідовний відмова від класичних образів елементів-індивідуумів і відповідної їм картини світу як світу-різноманіття (безлічі) і облік фізичної цілісності і неразложимости микропроцессов, аж до усвідомлення квантових властивостей світу як неподільного цілого там, де риси реальності, які можуть бути схоплені за допомогою елементів-індивідуумів, стають все менш визначеними і перетворюються в кінці кінців лише в тіні, епізодично наповнюються реальним змістом (наприклад, в момент вимірювання). На перше ж місце висувається властивість неразложимости світу, чуже всякої множинності і навіть протилежне їй за своєю суттю.

Обійти ці обставини або ігнорувати їх з тим, щоб зберегти вірність класичного образу мислення, абсолютно неможливо. Справа тут не тільки в тому, що розглянута кореляція в поведінці микросистем випливає з математичного апарату квантової теорії і здається цілком природною в рамках її послідовної інтерпретації. Як уже зазначалося, існує надійне підтвердження реальності даної кореляції в експериментах. Перший з них поставила By Цзин Сян, яка вивчала взаємне відповідність поляризаційних властивостей двох фотонів, що виникають при розпаді пі-нуль-мезона [249]. Цей досвід за своїм змістом повністю аналогічний розглянутому наприклад взаємної кореляції спинив двох частинок, що розліталися на велику відстань після розпаду вихідної системи. Вимога ж виключення можливості будь-якого силового взаємодії між розлітаються частками було дотримано в досвіді з абсолютною строгістю, оскільки фотони взаємно віддалялися з гранично можливими в природі швидкостями. Досвід повністю підтвердив наявність взаємної кореляції в орієнтованості спинив кожної пари фотонів, які народжуються при розпаді пі-нуль-мезонів. Разом з тим допустити наявність будь-якої силової зв'язку між фотонами не представляється можливим. Будь-яка субстанциональная трактування субквантово-механічного рівня матерії, так чи інакше допускає можливість поширення на нього понять протягу і різноманіття (безлічі), неминуче зіткнеться тут з непереборними труднощами, бо для пояснення результатів даного досвіду потрібно ввести уявлення про фізичні процеси, що протікають на цьому рівні не тільки зі швидкостями, більшими швидкості світла, але і нескінченними швидкостями, що безглуздо. Примітно думку В. А. Фока про природу цієї кореляції. 43

"З нашої теперішньої точки зору, - пише В. А. Фок, - роз'яснення парадоксу Ейнштейна полягає в тому, що будь-який новий вимір (і пов'язане з ним вплив) змінює потенційні можливості і відображають їх прогнози, причому таксі зміна прогнозу не їсти фізичний процес . Розглянуті Ейнштейном дві підсистеми, звичайно, не пов'язані механічно, але які відносяться до них потенційні можливості і прогнози пов'язані логічно, і новий факт (наприклад, вимір p2 або q2) Змінює прогноз для другої підсистеми, автоматично змінює прогноз і для першої підсистеми. Такого роду логічну зв'язок між потенційними можливостями для двох підсистем можна було б назвати "несиловим взаємодією" між ними "(курсив наш. - Авт.) [147]. Підставою логічного зв'язку підсистем, так само як і їх несилового "взаємодії", в світлі викладеного вище може бути тільки властивість кінцевої неразложимости систем на безлічі елементів.

Виникає питання про правомірність вживання терміна "логічний" для характеристики даного виду зв'язку. Оскільки мова йде саме про об'єктивну зв'язку і взаємозалежності микросистем, будь-які позитивистские і суб'єктивістські трактування даного явища свідомо невірні. У той же час в даному випадку немає якогось фізичного взаємодії між мікросистемами, на що і звертає увагу В. А. Фок. Квантова властивість системи як неподільної одиниці обумовлює взаємну узгодженість потенційних можливостей її підсистем не тільки за життя системи, але і після її розпаду, оскільки цей розпад не може торкнутися субквантовий рівень, і субквантовая цілісність вихідного стану завжди зберігається. Одночасно об'єктивне фізична зміна потенційних можливостей однієї з виділилися підсистем (наприклад, в результаті вимірювання) з необхідністю (що диктується збереженням субквантовой цілісності вихідного стану) відображається на потенційних можливостях, що описують стан другої підсистеми. Це відбувається в силу кінцевої фізичної неподільності їх вихідного стану і нормованого до такого стану (і тим самим як би пов'язаного воєдино) набору потенційних можливостей, властивих обом підсистем і як би буря ними після розпаду вихідної системи. Саме ці обставини обумовлюють з фізично-причинний (пов'язаний з переносом енергії), а импликативного, об'єктивно-логічний характер даної зв'язку. Описана специфіка взаємозалежності станів підсистем і взаємної узгодженості їх потенційних можливостей спонукає В. А. Фока до використання терміна "логічний" в характеристиці цього виду зв'язку. 44

Очевидно, термін "логічний" розуміється В. А. Фоком як позначення певного типу об'єктивно притаманною матеріального світу закономірності: тієї взаимосогласованной зв'язку потенційних можливостей квантових систем, джерелом якої є фундаментальне властивість кінцевої неразложимости їх на безлічі будь-яких елементів. Такий зв'язок докорінно відрізняється від звичної, обумовленої перенесенням енергії причинно-наслідкового зв'язку елементів в системах і, будучи не силовий і не енергетичній, а витікає з матеріального факту неразложимости квантової системи на безлічі елементів, є імплікатівной за своєю суттю (implico, Лат. - Тісно, ??неподільним чином пов'язую) і тому може бути охарактеризована як "логічна" (хоча вона і має, як було зазначено, об'єктивну матеріальну основу).

Зрозуміло, таке використання В. А. Фоком терміна "логічний" не пов'язане з суб'єктивною логікою і суб'єктивним світом свідомості. "Логіка матеріального світу", "логіка речей", "об'єктивна логіка" - ці терміни мають важливе значення в діалектичний матеріалізм. Більше того, без відомого визнання первинного характеру об'єктивної логіки немає можливості наукового пояснення суб'єктивної логіки. Саме тому термін "логічний", який розуміється в діалектичний матеріалізм в широкому сенсі, є форма вираження об'єктивної матеріальної закономірності. Як вказує В. І. Ленін, "логіка є вчення не про зовнішні форми мислення, а про закони розвитку" всіх матеріальних, природних і духовних речей ", т. Е. Розвитку всього конкретного змісту світу і пізнання його ..." [2 , т. 29, с. 84] -

Однак було б помилкою обмежувати об'єктивну закономірність в природі різними типами причинно-наслідкових зв'язків і залежностей. Згідно В. І. Леніну, "каузальність, зазвичай нами розуміється, є лише мала частинка всесвітньої зв'язку, але (матеріалістичний додавання) частинка не суб'єктивним, а об'єктивно реальної зв'язку" [2, т. 29, с. 144]. Отже, поряд з причинністю в природі має місце і іншого типу залежність і зв'язок станів - Непричинні. Квантова механіка, як бачимо, дозволяє розвинути цілком конкретні уявлення в підтвердження справедливості загального зауваження В. І. Леніна.

У розглянутих прикладах переклад першої підсистеми в стан з певним імпульсом (або певної координатою - в залежності від обраного типу вимірювання) об'єктивно имплицирует (зрозуміло, миттєвим до несиловим чином, як у випадку будь-якої імплікатівной зв'язку) відповідне певний стан другої підсистеми, що тепер підтверджено 45 експериментально. Зрозуміло, це взагалі можливо тому, що квантовий стан існує у формі потенційно можливого. Воно об'єктивно є не цілком певним, і потенційно можливе становить його суттєву органічну частину. Однак в цілому для всієї системи набір потенційних можливостей її підсистем строго нормований і взаємно скоррелировать властивістю квантової цілісності і неразложимости системи в субквантовом рівні. Тим самим знімається всяка проблема пошуків сигналів або фізичних агентів, нібито передавальних таке "взаємодія".

Роз'яснюючи природу несиловий кореляції в поведінці квантових підсистем, А. Д. Александров в 1952 р цілком виправдано використовував своєрідний метод докази шляхом звернення до протилежного допущенню (з'ясувавши непридатність вихідного припущення). Так, з приводу феномена Ейнштейна-Подольського-Розена він писав: "Якщо ж ми відкинемо допущення про розділеності частинок, то залишається припущення, що частинки пов'язані, а тоді ... парадокс дозволяється без всякого позитивізму простий посиланням на зв'язок частинок "[7, с. 255] (курсив наш. - І. Ц.).

Дійсно, головним є розуміння наступного. Якщо абсолютна і повна роздільність квантових підсистем в принципі недосяжна (що очевидно виходячи з прийняття постійної Планка), необхідно враховувати те, що неминуче виступає їй на зміну як заперечення можливості їх абсолютного поділу і відокремлення - їх неподільну і нероздільне зв'язок в кінцевому рахунку, яка і виявляється матеріальної (але не енергетичній і не фізично-причинний!) основою несиловий кореляції в поведінці квантових підсистем.

Така "зв'язок частинок, - писав А. Д. Александров, - відображена в наявності в них загальної пси-функції, не є, звичайно, механічна зв'язок за допомогою мотузок або сил: це є особлива форма зв'язку в залежності від умов. Але саме взаємний зв'язок , що виражається наявністю загальної Y, є головна основа всіх успіхів квантової теорії систем багатьох частинок. Одна з найважливіших особливостей квантової механіки полягає в тому, що вона відкрила нову форму взаємної зв'язку явищ в атомній області. Розуміння цієї особливості в світлі вчення діалектичного матеріалізму про загальний зв'язок явищ має вирішальне значення для розуміння квантової механіки "[7, с. 256].

У більш пізній роботі А. Д. Александров розвиває ту ж ідею: "Пояснення властивостей атомів, молекул та інших систем, що містять багато електронів, засноване на такій їх зв'язку, що вони зливаються в якесь єдність, в якому немає окремих електронів. 46

Зазвичай говорять про "тотожності" електронів, про те, що вони "невиразні". Але це не точно. Електрони, що знаходяться в різних станах, помітні: електрон, що фігурує в даному досвіді, - це електрон в цьому досвіді, а не в будь-якому іншому. Суть "непомітності" в тому, що в багатоелектронної системі електрони не мають окремих станів, а входять в загальний стан системи, і при цьому абсолютно симетрично. Вони просто не існують як індивідуальні, хоча і тісно взаємодіють об'єкти. Тому і не можна розрізняти в системі "той" або "цей" електрон. Якщо ж спробувати простежити за окремим електроном, буде потрібно втручання, що порушує систему.

В цілому вся сукупність фактів, що стосуються квантових систем, нав'язує висновок про наявність особливих зв'язків між їх компонентами, зокрема, таких істотних, коли компоненти втрачають будь-яку самостійність "[8, с. 337-338].

Природа зв'язку з цим стає цілком зрозумілою і очевидною, якщо остаточно відмовитися від універсальності і абсолютності образів окремого елемента і їх множин в інтерпретації квантових станів і прийняти неминучу додатковість багато чого єдиним (як нерозкладним на багато) у властивостях квантових систем.

Отже, суть справи полягає в наступному. Вичерпна і повна, що проводиться з абсолютною (необмеженою) точністю деталізація-розкладання фізичних станів на безлічі будь-яких утворюють їх елементів так, що в природі даних станів нічого не повинно залишатися крім цих точно визначених елементів і їх множин, відповідає класичному ідеалу опису природи.

Принципово неповна (не яка може бути повною і вичерпною в силу існування кванта дії) розкладність фізичних станів на безлічі будь-яких елементів, їх "утворюють", відповідає квантовому мови. Довільну квантову систему не можна піддати вичерпного розкладання на безлічі будь-яких елементів, "складових" її. Тому опис квантової системи в термінах елементів і їх множин має неминуче імовірнісний сенс. Не цілком точно виділяються елементи структури квантової системи в загальному випадку можуть бути представлені лише в формі потенційних можливостей, (їх виділення або отримання). Які з цих елементів будуть реально отримані в експерименті - визначається конкретним характером обраного типу досвіду або вимірювання (це і є знаменита "залежність від умов вимірювання").

Має безсумнівно об'єктивний сенс квантова властивість системи як неподільної в кінцевому рахунку обумовлює взаємну узгодженість потенційних можливостей її підсистем 47 не тільки за життя вихідної системи, але і після її розпаду, оскільки ніякої розпад і ніяке фізичне поділ не може торкнутися субквантовий рівень і субквантовая цілісність вихідного стану завжди зберігається.

Ця импликативного об'єктивно-логічна кореляція квантових підсистем, що належать єдиної квантової системі, має абсолютно невідворотний характер і необхідно тяжіє над їх поведінкою. Обумовлюються нею ефекти поряд зі згадуваними експериментами підтверджено також результатами дослідів Пфлегора і Менделя по інтерференції одиничного фотона з іншим, ще не "народилися" фотоном, якщо тільки в випущенні фотонів беруть участь два ідентичних лазера, описуваних однією хвильової функцією. Ця залежність носить настільки своєрідний характер, що одна зі статей, присвячених результатам дослідів Пфлегора і Менделя, була озаглавлена ??за допомогою психологічного терміна: "The Introspective Photon"[230]. Проте в рамках викладеного підходу вона виявляється абсолютно неминучою і тривіальною.

Нетривіальним, однак, є відмова від абсолютності і універсальності поняття безлічі в описі фізичної реальності і визнання специфічних властивостей кінцевої неподільності і неразложимости фізичних систем на безліч будь-яких елементів. Але це - необхідна плата за розуміння ймовірнісної природи пси-функции, редукції хвильової функції, несиловий кореляції та іншого. Та й чому поняття безлічі має розглядатися в якості абсолютного при описі природи і останнього? Те, що зазвичай ми не замислюємося над таким питанням, не може бути підставою для відмови від його розгляду.

Підкреслимо, що пропоноване усунення ЕПР-парадоксу аж ніяк не явлется "вербальним" (т. Е. Словесним), як може здатися читачеві. За своїм методологічного статусу ЕПР-парадокс знаходиться в одному ряду з іншими знаменитими парадоксами сучасної фізики: парадоксом лоренцова скорочення довжин в теорії відносності, парадоксом близнюків, парадоксом електрона, що проходить через дві щілини і т. П., Які на перший погляд теж вирішуються чисто вербальним шляхом. Подолання ЕПР-парадоксу потребує не у виділенні якогось фізичного агента, нібито відповідального за нього, а докорінного перегляду уявлень, що ведуть до нього.

Разом з тим в ряду парадоксів нової фізики ЕПР-парадокс є найбільш глибоким, оскільки він вимагає явного усвідомлення відносності гранично загальних понять природознавства: понять "елемент" і "безліч елементів" і явного введення уявлення про властивості реальності як неразложимой на 48 будь-які безлічі цілісності з усіма наслідками, що випливають звідси наслідками. Роз'яснення розглянутих фізичних підстав цього підходу до ЕПР-парадоксу, що походить від Н. Бору, В. А. Фоку і А. Д. Александрову, отримало нове підтвердження у факті несепарабельності станів підсистем єдиної квантової системи в недавніх експериментах, виконаних групою А. аспектів [ 176].

Резюмуємо коротко фізичну основу даного підходу.

1. Для будь-якої фізичної системи в фазовому просторі існує далі неразложимая і неподільна в будь-якому експерименті осередок hN (де N - Число вимірювань системи). Це такий же фундаментальний фізичний факт, як і, скажімо, недосяжність нуля абсолютної температури, неможливість побудови вічного двигуна I і II роду або неможливість перенесення фізичного впливу з швидкістю, що перевищує швидкість світла у вакуумі.

2. З огляду на зазначене фізичного факту - існування осередку hN - опис реальності в просторах будь-якого можливого реального фізичного експерименту (кожне з яких завжди виявляється тільки приватним перетином фазового простору) набуває неминуче імовірнісний сенс: факт існування осередку hN веде до неповної (і завжди неточною) лише відносної разложимости станів фізичної реальності на безлічі будь-яких елементів. Звідси - неминуче звернення до імовірнісного мови в описі станів фізичної реальності, представленому апаратом пси-функции.

3. Разом з тим вводяться з необхідністю в силу п. 2 потенційні можливості, властиві фізичній системі і описують (тепер уже не реальну, а лише віртуальну!) Множинну структуру її, для гранично детального стану, представленого пси-функцією, виявляються завжди взаємно скоррелировать і взаємоузгодженими через фізичного факту кінцевої неподільності і неразложимости системи на безлічі будь-яких елементів. Цей другий основоположний факт можна висловити інакше: властивістю кінцевої фізичної неподільності системи весь набір властивих їй потенційних можливостей пов'язаний в одне ціле, що в математичному формалізмі відображено умовою нормування хвильової функції.

4. В силу пп. 2, 3 весь набір потенційних можливостей квантової системи утворює импликативную (а не фізично-причинний) структуру, що проявляється в розглянутих ефекти редукції хвильової функції або несиловий кореляції підсистем єдиної квантової системи. Завжди залишається цілою і неразложимой осередок hN єдиної квантової системи управляє (саме за типом імплікатівних зв'язків і залежностей) 49 перерозподілом потенційних можливостей її підсистем в залежності від реального зміни стану однієї з них. Поняття відстані, а разом з ним і поняття локальності, сепарабельном, близкодействия і дальнодействия, як також і в цілому сама ідея прихованих параметрів, не мають ніякого сенсу по відношенню до "внутрішньої області" осередки hN, Сам факт існування якої об'єктивний і проявляється у всіх перерахованих обставин.

Такі фізичні факти, що лежать в основі розглянутого підходу. Надія знайти якесь не «вербальне" (в розглянутому сенсі), а "сутнісне" подолання ЕПР-парадоксу (наприклад, шляхом виділення якогось фізичного агента, відповідального за нього) неспроможна, тому що вона суперечить твердо встановленими фактами. Припущення про реальність такого фізичного агента ( "суті"), що переносить вплив від однієї підсистеми до іншої в "досветовой області", еквівалентно допущенню аспектів про сепарабельном станів підсистем. Але поставлений їм експеримент ясно вказує, що ЕПР-кореляції явно виходять за межі такого припущення і, навпаки, вимагають протилежного висновку про несепарабельності станів підсистем, що не тільки відповідає концепції цілісності, але обумовлено нею.

Нарешті, пов'язане з виділенням деякого "сверхсветового" фізичного агента (який міг би бути відповідальним за перенесення інформації від однієї підсистеми до іншої) пояснення ЕПР-парадоксу було б еквівалентно можливості "сверхсветового телеграфу". Неприйнятність і цього подання переконливо показана Б. І. Спаським і А. В. Московським і А. А. Грибом [43; 120].

ГЛАВА 3

КОНЦЕПЦІЯ ЦІЛІСНОСТІ І ЕКСПЕРИМЕНТ:
 причинність і нелокальність в квантовій фізиці

(Л. Е. Паргаманік)

1. ПРИРОДА Статистичний У квантової МЕХАНІЦІ

Експериментальне вивчення квантових систем дозволило виявити наявність у них статистичних властивостей: повторення експерименту з квантовою системою в фіксованих 50 експериментальних умовах здатне приводити до неповторним результатами. Прикладом може служити послідовне проходження фотонів з однаковою поляризацією через аналізатор: одні фотони проходять крізь нього, а інші - відображаються. Квантова механіка правильно описує статистику подібних експериментів, але не пояснює природу цієї статистичності; остання постулюється квантовою теорією.

Існуючі гіпотези про природу статистичності квантових систем чітко поділяються на два класи. До першого належать гіпотези, що зв'язують статистичні властивості квантових систем з корпускулярно-хвильовим дуалізмом властивостей мікрочастинок, з впливом на частки вакууму фізичних полів і т. П. Загальним для них є визнання об'єктивного існування в мікросвіті випадкових явищ. Діалектичний матеріалізм розглядає статистичний зв'язок між початковим станом системи і результатом експерименту як новий характер причинних зв'язків, що не зводиться до класичної причинності. Про спрощений, приблизному відображенні класичної причинністю об'єктивної зв'язку явищ писав В. І. Ленін [2, т. 18, с. 139] задовго до створення квантової механіки.

(Логічне завершення першої гіпотези в рамках концепції цілісності - висновок про те, що природним підставою статистичності квантових об'єктів є об'єктивне властивість кінцевої недеталізіруемості їх станів в термінах елементів і множин):

До другого класу відносяться гіпотези, що припускають наявність в комплексі квантова система - вимірювальний прилад так званих прихованих параметрів, які поки не вдалося спостерігати. Передбачається, що кожне значення прихованого параметра однозначно визначає результат окремого експерименту, а спостережувана і описувана квантовою механікою Статистичний є результат усереднення за всіма значеннями прихованих параметрів. Таким чином, ці гіпотези припускають одне-однозначну зв'язок між значенням прихованого параметра і результатом окремого експерименту, т. Е. Існування в квантовій фізиці класичних причинних зв'язків.

З'ясування того, яка із зазначених двох можливостей реалізується в природі, має принципове значення для фізики і філософії, так як пов'язано з питанням про існування чи не існування некласичних причинних зв'язків.

2. ЧИ ТЕОРІЯ ПРИХОВАНИХ параметрів?

Питання «Чи можлива приховані параметри (ТСП), усереднення за якими призводить до статистичних результатів квантової механіки (КМ)?» Було вперше поставлено 51 Нейманом в 1932 р [93]. Нейман дав негативну відповідь на це питання, довівши теорему про неможливість ТСП. Він припускав, що середнє від суми двох фізичних величин дорівнює сумі середніх. Це вірно для лінійної теорії, але не вірно для нелінійної, який може бути гіпотетична ТСП. Таким чином, теорема Неймана має обмежену придатність, що було виявлено в 1963 році.

Розглянутий питання досліджувалося на чисто логічному рівні. Передбачається, що ТСП, яка веде до класичної причинності, заснована на класичній (булевою) логіці. З іншого боку, Нейман і Біркгоф показали [181], що КМ заснована на некласичної (квантової) логіці, в якій операція логічного додавання формулюється інакше, ніж в логіці Буля. У КМ некласична роз'єднання реалізовано в принципі суперпозиції. З логічної точки зору питання про можливість ТСП зводиться до питання про встановлення певної відповідності між класичної та квантової логиками. Таке відповідність (відображення) може бути встановлено різними способами, і від властивостей цього відображення залежить позитивну або негативну відповідь на поставлене запитання. Як показав Гаддер [200], якщо відображення зберігає відношення слідування (виконується постулат Ізотон), то ТСП неможлива. Однак необхідність цього постулату також вимагає обґрунтування. Отже, логічний аналіз поки не дол певної відповіді на питання про логічну можливості ТСП.

З докази логічної можливості ТСП ще годі було існування прихованих параметрів в природі; воно повинно бути доведено експериментально.

3. ПАРАДОКС Ейнштейна-ПОДІЛЬСЬКОГО-Розена І Локальних

У 1935 р Ейнштейн, Подільський і Розен розглянули уявний експеримент (надалі - експеримент ЕПР), в якому квантова система розпадається на дві частини, причому над однією з них виконується вимірювання її координати чи імпульсу [170, т. 3, с. 604-611; 192]. Аналіз результатів цього уявного експерименту привів вчених до висновку, що при заданому початковому стані квантової системи вимірювання координати першої частини системи призводить до визначення координати другої частини (без її вимірювання), а вимір імпульсу першої частини призводить до визначення імпульсу другий в тому ж стані, що і при першому вимірі. Даний висновок, що суперечить КМ, становить зміст парадоксу ЕПР.

При аналізі експерименту Ейнштейн, Подільський, Розен вважали, що два різних виміри над першою частиною 52 квантової системи не можуть привести до різних станів другої в силу відсутності взаємодії між ними. Це гіпотетичне властивість квантових систем отримало згодом назву локальності (т. Е. Разделимости на незалежні частини). Альтернативну точку зору, згідно з якою «в результаті двох різних вимірів, зроблених над першою системою, друга система може виявитися в двох різних станах ...», дослідники відкинули [170, т. 3, с. 608].

Критика висновків експерименту була дана Бором, який показав, що виник парадокс є результат припущення про локальність квантових систем [28, с. 187-188, 425-428]. Відмова від цього припущення, т. Е. Визнання існування кореляції між розділами частинами квантової системи (характеризується терміном «цілісність»), усуває парадокс ЕПР.

Саме аналіз феномену ЕПР привів Бора до формулювання принципу додатковості для квантових систем, який виражає одне з основних відмінностей останніх від систем класичних. Принцип додатковості вимагає розгляду квантової системи та вимірювального приладу як єдиної, цілісної системи. Результати вимірювання квантової системи залежать від її стану, а також від пристрою і стану вимірювального приладу. Це властивість квантових систем Фок назвав относительностью до засобів вимірювання [148].

4. Теорема БЕЛЛА І МОЖЛИВІСТЬ ВИБОРУ
 МІЖ приховані параметри
 І квантова механіка
 НА ПІДСТАВІ ЕКСПЕРИМЕНТУ

Встановлення принципу додатковості, пов'язаного з властивістю цілісності квантових систем, і усунення парадоксу ЕПР було досягнуто шляхом аналізу уявних експериментів. Для науки необхідно було підтвердити ці результати на експериментальному рівні. Крім того, залишалася логічна можливість отримати аналогічні результати за допомогою ТСП, «підставлений» під КМ, як вказувалося раніше.

Для вибору між КМ і ТСП необхідно знайти експеримент, при якому дані теорії приводили б до істотно різних результатів, і здійснити його.

У 1951 р Бом запропонував для цієї мети модифікацію експерименту ЕПР - розпад системи з нульовим спіном на дві частини з спинами 1/2 і подальшим вимірюванням проекції спина кожної частини на деякий напрямок окремим приладом [27]. У 1964 р Белл дав теорію такого експерименту, засновану на МСП, в якій реалізована не тільки класична причинність, але і локальність [179]. Остання була виражена у вигляді твердження, що свідчення кожного приладу залежать тільки від його 53 установки і величини прихованого параметра, але не від установки іншого приладу (роль установки приладу грало напрямок магнітного поля в системі типу Штерна-Герлаха, проекцію спина на яке визначав прилад).

За допомогою такої локальної причинного ТСП Белл обчислив функцію кореляції показань приладів в залежності від їх установок і показав, що лінійна комбінація трьох функцій кореляції, обчислених для трьох різних установок приладів, задовольняє деякому нерівності (теоремі Белла), якому не задовольняють аналогічні функції кореляції, обчислені за допомогою КМ. Таким чином, виникла принципова можливість вибору між ТСП і КМ.

У 1969 р Клаузер і його співробітники запропонували новий варіант досвіду ЕПР - каскадне випромінювання атомом двох фотонів, поляризації яких вимірюються після їх поділу в просторі за допомогою аналізаторів і детекторів, включених через лічильник збігів [188]. Роль установки приладу грає тут напрямок осі аналізатора. В рамках локальної причинного ТСП автори показали, що для кореляційних функцій поляризаций фотонів може бути виведено нерівність, аналогічне теоремі Белла. Цей досвід може бути зі світлом у видимій області і простими оптичними приладами, що полегшує його виконання.

Між локальної причинного ТСП і КМ є істотні відмінності: 1) класична причинність ТСП і статистична КМ; 2) локальність ТСП і цілісність КМ. Природно виникло запитання про те, яке з цих відмінностей призводить до різниці у функціях кореляції. Відповідь на нього була дана Беллом в 1971 р [178] і Клаузер і Гірському в 1974 р [190]. Вони побудували МСП, в якій збережена локальність, а класична причинний зв'язок між значенням прихованого параметра і показанням приладу замінена статистичної. Виявилося, що і в такий локальної статистичної ТСП теорема Белла залишається в силі. Таким чином, саме постулат локальності призводить до теореми Белла. Хоча ТСП була побудована для відновлення причинних зв'язків в квантовій фізиці, вирішальна відмінність між існуючими ТСП і КМ полягає не в характері причинних зв'язків, а в альтернативі: локальність або цілісність.

5. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ПЕРЕВІРКА ТЕОРЕМИ БЕЛЛА

Для експериментальної перевірки теореми Белла вимірюють функції кореляції в досвіді ЕПР і порівнюють результати з теоремою і передбаченнями КМ. За минулий після виведення теореми Белла час до 1977 р було виконано дев'ять експериментів, безпосередньо призначених для її перевірки. 54

Виклад постановки і експериментальних результатів більшої частини цих робіт міститься в огляді Паті [227], обговорення їх результатів - в огляді Пауля [228].

У трьох експериментах вивчалася кореляція поляризаций фотонів, що випромінюють при анігіляції позитронно. У роботах Касдей, Ульмана і By [208; 209] отримані результати, що погодяться з КМ. Гутковський, Нотарріго і Пеннісі [195] прийшли до висновку, що результати узгоджуються з ТСП. Однак оскільки початковий стан позитронно невідомо, а результати роботи відповідають верхній межі нерівності Белла і лежать між квантово-механічними результатами, відповідними різним припущенням про початковий стан позитронно, надійного виведення з цієї роботи зробити не можна. У роботі Ламеха-Рахта і Міттіга [211] вивчалася кореляція між поляризациями двох протонів при протон-протонної розсіянні; експериментальні результати узгоджуються з КМ.

У наступній групі експериментів вивчається кореляція між поляризациями двох фотонів, випромінюваних атомом при каскадному радіаційному переході. У роботі Фрідмана і Клаузер [198] використовуються атоми кальцію; результати узгоджуються з КМ.

У дослідженнях Холта і Піпкін використовувалися атоми ртуті; результати узгоджуються з МСП, але отримані вони недостатньо чисто і тому ненадійні. Це видно з роботи Клаузер, який повторив досвід на основі іншого методу збудження атомів [189; 227; 228]. Отримані ним результати цілком достовірними і узгоджуються з КМ. Фрей і Томсон використовують випромінювання іншого ізотопу ртуті і інший радіаційний каскад; отримані результати узгоджуються з КМ [228].

На особливу увагу заслуговує експеримент аспектів, Гренжье і Роже [176], які досліджують випромінювання кальцію. Автори значно збільшили число вимірювань в порівнянні з попередніми роботами і отримали велику статистичну точність. Результати добре узгоджуються з КМ і порушують нерівність Белла на дев'ять стандартних відхилень, що робить висновки досить надійними. Збільшення відстані від джерела до кожного аналізатора до 6,5 м не міняло результатів досвіду, що вказує на незалежність далеких кореляцій від відстані.

Накопичений теоретичний і експериментальний матеріал ще не дозволяє зробити остаточний вибір між ТСП і КМ. Формулювання постулату локальності і структура ТСП можуть удосконалюватися. Вже є робота, яка узагальнює теорему Белла [197]. Нові експерименти можуть бути виконані з іншими об'єктами; є пропозиція використовувати для 55 експерименту частинки, які розпадаються в результаті слабкої взаємодії і т. п. [198; 243].

Проте на підставі наявних теоретичних і експериментальних робіт можна зробити наступні висновки.

1. Експериментальні дані, мабуть, суперечать локальної ТСП і заснованої на ній теоремі Белла. Два експерименту, узгоджуються з теоремою Белла, відносяться до числа найбільш ранніх, виконані недостатньо чисто і не підтверджуються пізнішими роботами.

Таким чином, існуючі ТСП суперечать спостережуваним властивостям квантових систем. Поки не вдалося «підставити» ТСП під КМ і відновити класичну причинність в квантовій фізиці. Нерелятівістская КМ в своїй області поки залишається єдиною теорією, правильно описує експериментальні факти.

2. Існування в квантових системах далеких кореляцій встановлено експериментально: безпосередньо - шляхом підтвердження КМ - і побічно - шляхом фальсифікації теореми Белла і постулату локальності, на якому вона заснована.

Наявність далеких кореляцій не є специфікою дослідів типу ЕПР, вони добре відомі і в інших квантових явищах: інтерференції світла в досвіді Майкельсона, існування сверхтекучей компоненти в рідкому гелії і куперовских електронних пар в надпровідниках [80].

3. Альтернатива - локальність або цілісність - вирішується на користь цілісності квантових систем, яка закладена в КМ у вигляді принципу нерозрізненості однакових частинок [130] і принципу додатковості.

Спостережуване експериментально і описується апаратом КМ властивість квантових систем - збереження кореляцій між частинами системи при прагненні до нуля взаємодії між ними - не є тривіальним [228]. Для його інтерпретації необхідний діалектичний підхід.

4. Особливо гостро проблема цілісності, питання про співвідношення частини і цілого, поставлений фізикою елементарних частинок. Досягнуте об'єднання електромагнітного і слабкої взаємодії і що стоїть перед сучасною фізикою завдання «великого об'єднання» всіх взаємодій по суті являє собою різні етапи відображення у фізиці цілісності навколишнього світу, загальний зв'язок і взаємозалежність явищ якого становить один із законів матеріалістичної діалектики. 56

ГЛАВА 6

КОНЦЕПЦІЯ ЦІЛІСНОСТІ
 В ПРОБЛЕМИ МИСЛЕННЯ І СВІДОМОСТІ

1. критики метафізичний тлумачення
 ТЕОРЕТИКО-ІНФОРМАЦІЙНОГО ПОДХОДА
 В ДОСЛІДЖЕННІ МИСЛЕННЯ

(В. І. Штанько)




 Вступ |  A. Поняття дії в класичній механіці |  B. Поява ідеї кванта дії |  B. Чи мислення окремим випадком інформаційного процесу? |  C. Неадекватність вихідної методологічної установки теоретико-інформаційного процесу феномену цілісності мислення |  D. Про методологічної ролі концепції цілісності в дослідженні мислення |  A. Свідомість як реальний, але не зводиться до фізико-хімічним подій процес в мозку |  B. ЕПР-кореляції в синаптичних переходах в мозку як можлива основа породження свідомості |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати