Квантовая механика на подступах к абсолютной реальности

6 сентября 2015
от

Фрагмент статьи Посадский С. В. Метафизика и наука vs. наивный реализм / / Метапарадигма: богословие, философия, естествознание: альманах. —СПб.: ООО «Издательско-полиграфическая компания «КОСТА», 2015. — Вып. 7. — 128 с. С.46-62.  / читать

Помимо теории относительности опровержение наивного реализма осуществляет квантовая механика. Можно сказать, что опровержение наивного реализма есть преимущественная задача квантовой механики. Для нее оппонирование наивному реализму является принципиальным ввиду очевидной нетождественности образа существования макро- и микромира. А потому в ее недрах формулируется своеобразный исследовательский императив: «Остерегайтесь наивного реализма»2.

Как точно заметил М. Сачс, открытие волновой природы элементарных частиц полагает конец представлению об элементарной частице как исключительно локальном и дискретном бытии, представлении, пришедшем к нам из обыденного чувственного опыта, где мы наблюдаем локальные и дискретные вещи, и именно это воззрение теперь вполне закономерно отождествляется с наивным реализмом3. «Атомы или элементарные частицы сами по себе скорее реальны не в такой степени, — разъясняет Гейзенберг. — Они образуют скорее мир по-тенциальностей или возможностей, чем мир вещей и фактов»4. И эти элементарные частицы, как подчеркивают многие ведущие физики, совсем не предстают занимающими пространство и пульсирующими во времени 5.

В сравнении с теорией относительности квантовая механика приходит к идее сверхпространственного и сверхвременного бытия более непосредственным образом. Если теория относительности еще ставит нас перед необходимостью мыслить вне-пространственное и вневременное бытие опосредованно, через релятивизацию пространства и времени, то квантовая механика, как точно отмечает де Бройль, исходит из того, что «понятия пространства и времени, используемые в классической физике и вполне применимые для описания макроскопических явлений, становятся неприменимыми при описании явлений атомного масштаба»6.

Недоступный для нашего восприятия микромир познается по корпускулярным локализациям, но, разумеется, не сводится исключительно к этому образу бытия. Объекты микромира могут обнаруживать себя и как волны, и как частицы. При этом не следует забывать, уточняет де Бройль, что представление о «локализации», соответствующее корпускулярному аспекту, должно неизменно сочетаться с динамически-волновым аспектом, который «оказывается трансцендентным для пространственно-временных представлений»7. Мы должны мыслить частицу как некую сущность, которая, будучи неделимой и допускающей локализацию, «тем не менее, в действительности в общем случае не локализована в пространстве и во времени»8. «В некотором смысле она виртуально присутствует в пределах всей протяженности волнового пакета.. .»9 Это ясно выражает Бор, сказав, что в квантовой механике «неделимость частиц, выходящая за рамки пространства-времени, удовлетворяет требованиям причинности»10.

Вся трудность квантовой механики, по мнению де Бройля, заключается как раз в том, что ученые-физики все же упорно пытаются описывать мир элементарных частиц с помощью прежних понятий пространства и времени, привитых нам повседневным опытом, представляющих самую основу нашей повседневной жизни. Но отвергая точное пространственно-временное описание явлений атомного масштаба, квантовая механика в конечном счете не может применить к ним наши понятия пространства и времени даже после их углубления теорией относительности. Существование квантов действия «больше не позволяет нам представлять движение физического объекта вдоль определенной линии в пространстве-времени (мировой линии)»11. Уже нельзя определить состояние движения исходя из кривой, изображающей последовательные положения объекта в пространстве с течением времени. Необходимо рассматривать динамическое состояние не как следствие пространственно-временной локализации. Что же касается самой волновой функции (пси-функции), то «волна ^ не есть физическая величина в классическом смысле слова»12, она «не является измеримой физической величиной»13, а представляет только некий инструмент предсказания и предвидения, пользуясь которым можно узнать лишь возможные значения и вероятности измерения.

Подчеркнем, что описание квантовых эффектов и парадоксов, ведущих к идее вне-пространственного и вневременного бытия, требует немало страниц. Мы ограничимся двумя недавними экспериментами, еще раз подтверждающими квантовую нелокальность в пространстве-времени, более глубоко освещающими специфику квантовой запутанности.

С 1997 года А. Суарес и его исследовательская группа (М. Одье, Н. Жизэн, Г. Збиг-ден, В. Титтель и А. Стефанов) инициировали программу по серии квантовых экспериментов с движущимися приборами. Как указывает А. Суарес, перед началом экспериментов он был полностью убежден, что должно подтвердиться упорядоченное во времени причинное описание нелокальных корреляций, выражаемое в терминах «раньше» (before) и «позже» (after)14. Тем не менее, эксперименты 20002001 годов не подтвердили этот подход. «Окончательные результаты экспериментов с движущимися измерительными устройствами исключили возможность описания квантовых корреляций с помощью реальных часов, в терминах «раньше» и «позже»; феномен квантовой нелокальности не может быть описан в терминах пространства и времени», — констатировал А. Суарес15. Для нелокальных корреляций отсутствует упорядочение во времени, причинный порядок здесь не может быть сведен к временному. Экспериментальные данные убедительно демонстрируют, что квантовые корреляции каким-то образом выявляют зависимость между событиями в форме вневременного и внепространственного логического порядка, нелокальность связана с нон-темпоральностью (nontemporality)16, с отсутствием реального временного порядка (real time ordering), за нелокальными корреляциями нет никаких «раньше» и «позже»17. Как указывает другой участник экспериментов — Н. Жизэн, в квантовом мире «нет временного упорядочения для событий A и B; следовательно, нет подходящего описания во времени»18. Расстояние между квантовыми событиями A и B также не играет роли. Нелокальные корреляции просто происходят каким-то образом вне пространства-времени. Не существует пространственно-временного описания, которое могло бы ответить на вопрос, как именно это происходит.

Специалист по квантовой оптике Э. Мегидиш и его коллега Х. Айзенберг в 2012 году экспериментальным путем подтвердили возможность создания связи между элементарными частицами, не зависящей не только от пространства, но и от времени, на примере запутывания фотонов, не существующих синхронно. Следуя авторам эксперимента, нелокальность квантовой механики, как показывает феномен запутывания, применяется не только к частицам, разделенным в пространстве (spatial separation), но также и к частицам, разделенным во времени (temporal separation)19. Эти принципы подтверждены благодаря генерации и полному описанию запутанной пары фотонов, которые никогда не существовали одновременно. Используя передачу запутывания между двумя разделенными во времени фотонными парами, один фотон из первой пары запутывался с другим фотоном из второй пары. Причем первый фотон был зафиксирован даже раньше, чем другой был создан. Таким образом, наблюдаемые квантовые корреляции вновь показывают нелокальность квантовой механики в пространстве-времени.

Как мы можем убедиться, квантовая механика, а равно и теория относительности, несомненно, знает вневременное и внепространственное бытие. Тем не менее, физика не может его раскрыть и конкретизировать. Зная, что такое бытие действительно, физика не дает ответа на вопрос: что именно оно собой представляет? Своеобразный максимум познания о сверхвременном и сверхпространственном бытии в пределах знания микромира мог бы дать так называемый квантовый холизм, усматривающий некие объективные целостности в квантовой реальности, нереду-цируемые к самим частицам. Однако если квантовый холизм не стыкуется с фило-софско-метафизическим знанием, то в таком случае он вынужденно ограничивается реляционным холизмом (relational holism), то есть констатацией факта, что взаимодействующие квантовые системы демонстрируют нередуцируемые к чему-либо ингерентные отношения20. Разумеется, подобная констатация имеет смысл в качестве утверждения объективности научного знания микромира, но приоткрыть природу целостностей квантовой реальности она не в состоянии.

В итоге квантовая механика должна, с одной стороны, ограничиться негацией наивно-реалистического мировосприятия, то есть отвергнуть исчерпывающую идентичность реальности и чувственно предлежащего феномена, что, как верно отмечает Х. Звирн, и составляет наивный реализм21, а с другой стороны, ограничиться указанием на возможность некоего сверхпространственного и сверхвременного, то есть неограниченного и беспредельного, абсолютного бытия, хотя для подобных указаний, как это очевидно, уже необходимо привлечение философского категориального аппарата. Такая позиция прекрасно сформулирована Б. Эспанья.

Б. Эспанья отмечает недостатки наивного реализма, трактуя его как версию редукционизма, где физическая теория может якобы обойти интеллектуальную репрезентацию и обеспечить описание мира таким, каков он есть. Возражая наивному реализму, Б. Эспанья подчеркивает, что физика не представляет ультимативно объективные суждения, которые директивно отсылают к самим атрибутам исследуемых вещей, а представляет лишь частичный регион знания, располагающийся между математическими выражениями, концептуальными описаниями и опытом22. Следуя Б. Эспанья, материализм и эмпирический реализм должны уступить место философской идее гносеологической дуальности Бытия и феномена, требующей различения реальности как таковой и эмпирической реальности как тотальности и ансамбля феноменов23. Очевидно, что эмпирическая реальность вовсе не есть «материя», как о ней думали ученые XIX века, исходящие из наивно-редукционистских установок. Эмпирическая реальность вполне укладывается в понятие феномена, ибо не представляет самосущее и от себя данное бытие. Используя кантианскую терминологию, Б. Эспанья подчеркивает, что за доступным специально-научному познанию эмпирическим феноменом всегда лежит ноумен, превосходящий пространственно-временные порядки, а потому не могущий быть объектом специально-научного постижения. Следуя его мысли, такие физические объекты как элементарные частицы, а вслед за ними и все объекты мироздания не могут быть поняты как автономные и исключительно непосредственно данные. Они есть проявление и отражение в нашем уме предельной ноуменальной реальности, выходящей за рамки пространственно-временного континуума и могущей быть в конечном счете отождествленной с апофатическим Абсолютом Ареопагити-ческого корпуса 24.

Обозревая естественно-научное оппонирование наивному реализму, мы вполне справедливо приходим к заключению, что естественно-научный разум в своих кон-цептуализациях и экспериментах так или иначе имеет дело с вечным, внепро-странственным и вневременным бытием. Можно сказать, что в естественно-научную рефлексию и опыт, несомненно, встроены этерналистские импликации, расширив при этом понимание этернализма до неких общих представлений о вечном бытии, спроецировав его как в релятивистскую, так и в квантовую физику. В этом смысле современная наука в лице прежде всего физического знания приобретает определенный этерналистский оттенок, подводя нас к вечному бытию. Как точно замечает Р. Пенроуз, современная физика вполне допускает определенное вневременное, неограниченное, вездеприсутствующее бытие25. И тем не менее речь идет именно о пропедевтике, а не о познании вечного бытия как такового.

Не будет преувеличением сказать, что современное физическое знание представляет своеобразную пропедевтику к познанию вечно сущего. Оно непрестанно закрепляется в своем освобождении от наивно-редукционистских, прежде всего позитивистских и материалистических подходов, свойственных науке предшествующих столетий, и тем самым ведет нас к не-наивному реализму26 и не-наивной онтологии 27. Современную физику уже не страшат слова «тайна» и «метафизика». Ее совсем не пугают и не смущают перспективы сверхфизических, вневременных и вне-пространственных реалий. Вопросы и темы, предполагающие введение понятия вечного бытия, которые были во многом немыслимы для естественно-научного разума в начале предшествующего столетия, сегодня прочно входят в сферу научного дискурса. И все же, несмотря на решительные прорывы физики в сторону вечно сущего и дискредитацию наивного реализма, мы не приобретаем из специально-физического знания никаких ясных представлений о вечном бытии. Мы можем лишь с уверенностью констатировать вечное бытие, но не раскрыть это понятие по существу. Несмотря на все свои очевидные успехи, онтология физики по-прежнему остается частной и дисциплинарной онтологией, отвечающей требованиям специально-научной картины мира28, то есть онтологией в несобственном смысле слова — не всеобъемлющей и не универсальной мирообъясняющей онтологией философии.

Об Альманахе:Альманах  издается группой ученых, видящих свою задачу в согласовании науки и религии. Сайт проекта:http://metaparadigma.ru/

______________

1    Данная статья является продолжением статьи «Метафизика и наука vs. наивный реализм» // Метапарадигма. Вып. 6. 2015.
2    Beware naive realism! См.: DaumerM., DurrD., Zanghi N. Naive Realism about Operators // Erkenntnis 45, 1996.
3    См.: Mendel Sachs. From atomism to Holism in 21st century physics // Annales de la Fondation Louis de Broglie. Vol. 26, special, 2001.
4    W. Heisenberg. Physics and philosophy. New York: Harper and Row, 1958. Русский перевод: В. Гейзенберг. Физика и философия. Часть и целое. М.: Наука, 1990. С. 117.
5    Список работ и мнений ведущих физиков по этой теме в связи с вопросом корреляции макро- и микромира изложен у Д. Артса: PlanckM. Ober das Gesetz der Energieverteilung im Normalspektrum // Ann. Phys. 309, 553-563. 1901; Einstein A. 1905. Ober einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt // Annalen der Physik. 322, 132-148. 1905; De Broglie L. Ondes et Quanta // Comptes Rendus, 177, 507-510. 1923; Heisenberg W. Ober quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen // Zeitschrift Fur Physik 33, 879-893. 1925; Ober den anschauclichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik // Zeitschrift Fur Physik 43, 172-198. 1927; Schrodinger E. Quantizierung als Eigenwertproblem (ErsteMitteilung) // Ann. Phys. 79, 361-376. 1926; Schrodinger E. Ober das Verhaltnis der Heisenberg Born Jordanischen Quantenmechanik zu der meinen // Ann. Phys. 79, 734756. 1926; Bohr N. The quantum postulate and the recent development of atomic theory. Nature 121, 580-590. 1928; Von Neumann J. Mathematical Foundations of Quantum Mechanics. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1932; Einstein A., Podolsky B., Rosen N. Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? // Phys. Rev. 47, 777780. 1935; BohmD. A suggested interpretation of the quantum theory in terms of hidden variables I&II // Phys. Rev. 85, 166179, 180-193. 1952; Bell J. S. On the einstein-podolsky-rosen paradox // Physics 1, 195-200. 1964; Jauch J. M. Foundations of Quantum Mechanics. Reading: Addison-Wesley Pub. Co., 1968; Piron C. Foundations of Quantum Physics. Reading, MA: W. A. Benjamin Inc., 1976. См.: AertsD. Quantum theory and human perception of the macro-world // Front. Psychol. Vol. 5, june 2014.
6    Де Бройль Л. Революция в физике. М., 1965. С. 52.
7    Де Бройль Л. Соотношения неопределенностей Гейзенберга и вероятностная интерпретация волновой механики (с критическими замечаниями автора). М., 1986. С. 176.
8    Там же. С. 175.
9    Там же. С. 172.
10    Следуя де Бройлю, точнее было бы сказать — требованиям законности. Цит. по: Де Бройль Л. Соотношения неопределенностей Гейзенберга и вероятностная интерпретация волновой механики (с критическими замечаниями автора). М., 1986. С. 176.-

11    Де Бройль Л. Революция в физике. М., 1965. С. 52.
12    Де Бройль Л. Соотношения неопределенностей Гейзенберга и вероятностная интерпретация волновой механики (с критическими замечаниями автора). М., 1986. С. 54.
13    Там же. С. 46.
14    См.: SuarezA. The Story behind the Experiments. Zurich 2003 [Electronic resource] // Center for Quantum Philosophy [Official website]. URL: http://www.quantumphil.org/history.htm (accessed: 12.09.2014). См. также: Suarez A. Time and nonlocal realism: Consequences of the before-before experiment. arXiv:0708.1997v1 [quant-ph], 2007; Suarez A. Entanglement and time. quant-ph/0311004. 2003; Suarez A. Classical demons and quantum angels. arXiv:0705.3974v1 [quant-ph], 2007; Stefanov A., Zbinden H., Gisin N. and Suarez A. Quantum entanglement with acousto-optic modulators: 2-photon beatings and Bell experiments with moving beam splitters // Phys. Rev. A 67, 042115, 2003; Stefanov A., Zbinden H., Gisin N., Suarez A. Quantum Correlations with Spacelike Separated Beam Splitters in Motion: Experimental Test of Multisimultaneity // Phys. Rev. Lett. 88 120404, 2002; Suarez A. and Scarani V. Does entanglement depend on the timing of the impacts at the beamsplitters? // Phys. Lett. A, 232, 9-14 390, and quant-ph/9704038, 1997; Suarez A. Relativistic nonlocality (or Multisimultaneity) in experiments with moving polarizers and 2 non-before impacts // Phys. Lett. A, 236, 383-390, and quant-ph/9711022, 1997.
15    Там же.
16    См.: Suarez A. Entanglement and Time. Quant-ph/0311004, 2003.
17    См.: Suarez A. Is there a time ordering behind nonlocal correlations? Quant-ph/0110124, 2001.
18 Gisin N. Can relativity be considered complete? From Newtonian nonlocality to quantum nonlocality and beyond. Quant-ph/0512168v1, 2005.-

19    Megidish E., Halevy A., Shacham T., Dvir T., Dovrat L. and Eisenberg H. S. Racah Institute of Physics, Hebrew University of Jerusalem. Entanglement Between Photons that have Never Coexisted. // Phys. Rev. Lett. 110, 210403, 2013.
20    О реляционном квантовом холизме см.: Teller P. Relational Holism and Quantum Mechanics // British Journal for the Philosophy of Science 37, 1986; Teller P. Relativity, Relational Holism, and the Bell Inequalities // Cushing J. and McMullin E. (eds.), Philosophical Consequences of Quantum Theory: Reflections on Bell’s Theorem. Notre Dame, IN: University of Notre Dame Press, 1989.
21    Zwirn H. Can we consider Quantum Mechanics to be a Description of Reality? // Rethinking Scientific Change and Theory Comparison: Stabilities, Ruptures, Incommensurabilities? L. Soler, H. Sankey, P. Hoyningen (eds.), Springer, 2008.-
22    См.: Bernard D’Espagnat. The Quantum Theory and Reality // Scientific American, Nov. 1979; Bernard D’Espagnat. Towards a separable «empirical reality»? // Foundations of Physics 20 (10), 1990; Michael Redhead, Bernard D’Espagnat. Reality and the Physicist: Knowledge, Duration and the Quantum World // Philosophical Quarterly 40, 1990.
23    См.: Bernard D’Espagnat. Conceptual Foundations of Quantum Mechanics, 2nd ed. Addison Wesley, 1976; Bernard D’Espagnat. On physics and philosophy. Princeton University Press, 2006. См. также: Bernard D’Espagnat. Veiled reality, an analysis of present-day quantum mechanical concepts, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1995; Bernard D’Espagnat. Nonseparability and the tentative descriptions of reality // W. Schommers (ed.). Quantum theory and pictures of reality, Springer-Verlag, Berlin, 1989; Bernard DEspagnat. Meaning and being in contemporary physics // Basil J. Hiley and D. Peat (eds.). Quantum Implications: Essays in Honour of David Bohm. Methuen, 1987; Bernard D’Espagnat. Nonseparability and the tentative descriptions of reality // Phys. Rep. 110, 4, 1984.
24    См.: Physique et realite, interview de Bernard d’Espagnat par Thierry Magnin au College des Bernardins, Paris, le 30 septembre 2009.
25    PenroseR. The Road to Reality, A Complete Guide to the Laws of the Universe. New York, 2005. P. 508, 591, 887.
26    Не-наивный реализм («non naive realism») — применительно к осмыслению достижений физики и квантовой механики термин заимствован у Д. Артса. См.: AertsD. Quantum theory and human perception of the macro-world // Front. Psychol., 5 june 2014.

27    Не-наивная онтология («non-naive ontology») — применительно к осмыслению достижений физики и квантовой механики термин заимствован у Х. Прайса. См.: PriceH. Does time-symmetry imply retrocausality? How the quantum world says «Maybe»? // Studies in History and Philosophy of Modern Physics 43, 2012.
28    В отечественной философии науки тема дисциплинарной онтологии глубоко развита В. С. Степиным, отождествляющим дисциплинарные онтологии с научными картинами мира, полагающим, что дисциплинарная онтология есть «специфическая форма систематизации научного знания, задающая видение предметного мира науки соответственно определенному этапу ее функционирования и развития». См.: Степин В. С. Теоретическое знание. М., 2003. С. 192.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Метки: , ,

Версия для печати Версия для печати

Написать ответ

 
SSD Optimize WordPress UA-18550858-1