149745 (732185), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В этих условиях совершился поворот к новому способу построения картины мира, в разработке которого выдающуюся роль сыграл Н.Бор. Картина физической реальности стала строиться как “операциональная схема” исследуемых объектов, относительно которых можно сказать, что их характеристики — это то, что выявляется в рамках данной схемы. Подход Бора заключался не в выдвижении гипотетических представлений об устройстве природы, на основе которых можно было бы формировать новые конкретные теоретические гипотезы, проверяемые опытом, а в анализе схемы измерения, посредством которой может быть выявлена соответствующая структура природы.
Нильс Бор одним из первых исследователей четко формулировал принцип квантово-механического измерения, отличающийся от классической схемы. Последняя была основана на вычленении из материального мира себетождественного объекта. Предполагалось, что всегда можно провести жесткую разграничительную линию, отделяющую измеряемый объект от прибора, поскольку в процессе измерения можно учесть все детали воздействия прибора на объект. Но в квантовой области специфика объектов такова, что детализация воздействия прибора на атомный объект может быть осуществлена лишь с точностью, обусловленной существованием кванта действия. Поэтому описание квантовых явлений включает описание существенных взаимодействий между атомными объектами и приборами.
Общие особенности микрообъекта определяются путем четкого описания характеристик двух дополнительных друг к другу типов приборов (один из которых применяется, например, для измерения координаты, а другой - импульса). Дополнительное описание представляет способ выявления основных и глубинных особенностей квантового объекта.
Все эти принципы вводили “операциональную схему”, которая была основанием новой картины мира, создаваемой в квантовой физике. Посредством такой схемы фиксировались (в форме деятельности) существенные особенности квантового объекта. Этот объект, согласно новому способу видения, представлялся как обладающий особой “двухуровневой” природой: микрообъект в самом своем существовании определялся макроусловиями и неотделим от них. “Квантовая механика, - писал по этому поводу Д.Бом, - приводит к отказу от допущения, которое лежит в основе многих обычных высказываний и представлений, а именно, что можно анализировать отдельные части Вселенной, каждая из которых существует самостоятельно...” Но этот образ квантового объекта пока еще не дифференцирован и не представлен в форме системно-структурного изображения взаимодействий природы. Поэтому следует ожидать дальнейшего развития квантово-релятивистской картины мира. Возможно, оно и приведет к таким представлениям о структуре объектов природы” в которые квантовые свойства будут включены в качестве естественных характеристик. В таком развитии решающую роль сыграют не только новые достижения квантовой физики, но и философский анализ, подготавливающий использование новых системных представлений для описания физической реальности.
В этом отношении, по-видимому, чрезвычайно перспективен подход к квантовым объектам как к сложным самоорганизующимся системам. Обсуждению этой проблематики посвящена уже достаточно обширная литература, в том числе и отечественная. Еще в 70-х годах были предприняты попытки интерпретировать специфику квантово-механического описания в терминах сложных систем. Так, Ю.В.Сачков обратил внимание на двухуровневую структуру понятийного аппарата квантовой механики: наличие в теории понятий, с одной стороны, описывающих целостность системы, а с другой — выражающих типично случайные характеристики объекта. Идея такого расчленения теоретического описания соответствует представлению о сложных системах, которые характеризуются, с одной стороны, наличием подсистем со стохастическим взаимодействием между элементами, а с другой — некоторым “управляющим” уровнем, который обеспечивает целостность системы.
Мысль о том, что квантово-механические представления могут быть согласованы с описанием реальности в терминах сложных, саморегулирующихся систем, высказывалась также Г.Н.Поваровым, В.И.Аршиновым. Эта идея была развита и в моих работах 70-х годов.
В зарубежной литературе тех лет сходные представления (с большей или меньшей степенью детализации) можно найти в работах физиков Дж.Чу, Г.Сталпа, Д.Бома, В.Хили, в философских трудах Ф.Капры и других.
В концепции “бутстрапа” Дж.Чу, возникшей на базе S-матричного подхода, предлагалась картина физической реальности, в которой все элементарные частицы образуют системную целостность. Они как бы зашнурованы друг с другом порождающими реакциями, но ни °Дна из них не должна рассматриваться как фундаментальная по отношению к другим. В этом же русле разрабатывал представления о физической реальности американский физик-теоретик Г.Стапп. Он особое внимание уделил идеям нелокальности, невозможности в квантово-механическом описании одновременно совмещать требования причинности и локализации микрообъектов. Такая несовместимость выражена в принципе дополнительности (дополнительность причинного и пространственного описания). Соответственно этим идеям Стапп очертил контуры новой онтологии, согласно которой физический мир представляет собой системное целое, несводимое к динамическим связям между составляющими его элементами. Кроме каузальных связей, по мнению Стаппа, решающую роль играют несиловые взаимодействия, объединяющие в целое различные элементы и подсистемы физического мира. В результате возникает картина паутинообразной глобальной структуры мира, где все элементы взаимосогласованы. Любая локализация и индивидуализация элементов в этой глобальной структуре относительна, определена общей взаимозависимостью элементов. С позиций этих представлений о взаимообусловленности локального и глобального Стапп интерпретирует принципиально вероятностный характер результатов измерений в квантовой физике.
В концепциях Дж.Чу и X.Стаппа внимание акцентировалось на идее системной целостности мира, но оставалась в тени проблема уровневой иерархии элементов, выступающая важнейшей характеристикой сложных, саморегулирующихся систем. Представление о паутинообразной сети, где все элементы и подструктуры взаимно скоррелированы, не создавало достаточных стимулов для разработки идей об относительной фундаментальности и сложности элементов и их связей, находящихся на разных уровнях иерархической организации. Возможно, эти особенности концепции “бутстрапа” привели к ослаблению интереса к ней в среде физиков по мере разработки кварковой модели элементарных частиц.
Но сама идея об относительности локализации и индивидуализации физических объектов и событий, их обусловленности свойствами системного целого была тем необходимым и важным аспектом, который учитывался и воспроизводился в большинстве современных
попыток построить целостную физическую картину ми-па, включающую квантовые и релятивистские представления.
Этот подход был достаточно отчетливо представлен и в исследованиях Д.Бома, стремившегося решить проблему квантовомеханической онтологии. Как подчеркивал Бом, система представлений о физическом мире должна преодолеть свойственный классике подход, согласно которому постулируется существование локальных, потенциально изолируемых элементов и событий, связанных между собой динамическими связями. Новая картина физической реальности, по мнению Бома, должна базироваться на представлениях об относительной локальности, зависящей от целого Вселенной, и о нединамических отношениях, которые наряду с динамическими определяют структуру мироздания. Образ реальности, отдельные подструктуры и элементы которой взаимно скоррелированы, Бом иллюстрирует аналогией единого рисунка на ковре, где нет смысла считать части рисунка порождающими целое благодаря их динамическому взаимодействию. Их индивидуализация осуществляется через включение в целое и отношение к другим частям целого. В этом пункте предлагаемые Бомом образы реальности резонируют с представлениями Стаппа. Но в концепции Бома был сделан новый шаг. В ней предлагалось рассматривать мир как некоторую упорядоченность, которая организуется как иерархия различных порядков. Каждый тип порядка, по мнению Бома, характеризуется присущей ему нелокальностью и несиловыми взаимодействиями. Он особо подчеркивает, что нелокальность и несиловые корреляции проявляются не только в микромире, но и в макроскопических масштабах. В совместной с Б.Хили работе Д.Бом приводит в качестве примера экспериментально установленные факты корреляции далеко отстоящих друг от друга атомов в сверхтекучем гелии. Эти корреляции исчезают при высоких температуры, когда вследствие увеличения случайных соударений атомов возникает эффект вязкого трения, но они восстанавливаются при понижении температуры меньше ее определенной пороговой величины.
Что же касается концепции нелокальности в микромире, то здесь важнейшим ее проявлением выступает краеугольная для квантовой физики редукция волновой функции. Еще в эпоху дискуссий Бора и Эйнштейна 30-х годов обсуждался так называемый парадокс Эйнштейна — Подольского-Розена (ЭПР-парадокс), сущность которого сводится к следующему. Двум взаимодействующим частицам приписывается волновая функция, и затем частицы разлетаются на расстояние, при котором их динамическое взаимодействие считается пренебрежимо малым. Но если произвести измерение величин, характеризующих состояние (например, импульса или координаты) одной частицы, то происходит редукция волновой функции и тем самым автоматически меняется состояние другой частицы. Эйнштейн рассматривал этот мысленный эксперимент как парадокс, свидетельствующий о неполноте квантовой механики. Но в последующих дискуссиях относительно интерпретации ЭПР-парадокса, в том числе в обсуждениях 70-х годов, было показано, что он приводит к противоречию, если неявно принимается принцип локальности, который предполагает возможность сепарировать систему и проводить измерение ее пространственно разделенных и далеко отстоящих частей независимо друг от друга.
Однако если отказаться от абсолютности принципа локальности и предположить его только относительную и ограниченную применимость, то допускается возможность нелокального взаимодействия. ЭПР-парадокс тогда интерпретируется как проявление нелокальности.
В предлагаемой Бомом картине мира постулируется существование некоторого скрытого порядка, внутренне присущего сети космических взаимоотношений, который организует все другие виды порядков во Вселенной. Идею этого скрытого порядка Бом разъясняет посредством еще одной наглядной аналогии (наряду с ранее примененным образом рисунка на ковре). Он использует метафору голограммы, в которой освещение любого локального участка позволяет увидеть все изображение в целом, хотя и с меньшей детализацией, чем то, которое возникает при освещении всей голограммы. Понятие
скрытого порядка и иерархии порядков Бом пытается увязать с представлениями о структуре пространства. Опираясь на идеи общей теории относительности о взаимосвязи между тяготеющими массами и кривизной, он допускает возможность расширения и обобщения этих идей в рамках гипотезы о топологических свойствах пространства, скоррелированных с типами порядка, возникающими во Вселенной. Эти идеи развивают также Хили и другие сторонники исследовательской программы Бома.
Эта программа, как и исследования Дж.Чу и Х.Стаппа, могут быть рассмотрены в качестве вариантов некоторого общего подхода к построению физической картины мира, использующего идеи нелокальности, несиловых взаимодействий и образы сложной саморегулирующейся системы, где свойства элементов и частей обусловлены свойствами целого, а вероятностная причинность выступает базисной характеристикой.
Философско-методологическим основанием этого подхода является отказ от методологии “элементаризма”, которая долгое время доминировала в физике и полагала, что свойства физических систем исчерпывающе описываются характеристиками составляющих их элементов.
Противоположный элементаризму холистский, организмический подход исходит из представлений о нередуцируемости свойств целого к свойствам элементов и их взаимодействиям.
Этот подход развивался преимущественно при исследовании биологических и социальных объектов. Его перенос на системы неорганической природы был стимулирован разработкой кибернетики, теории информации и общей теории систем.
Направление исследований, осуществляемое в различных вариантах в концепциях Дж.Чу, Х.Стаппа и Д.Бома, основано на применении организмической методологии при построении физической картины мира. Ф.Капра считает, что концепции Бома и Чу “представляют собой два наиболее изобретательных в философском отношении подхода к описанию физической действительности o2'1. Он отмечает их сближение, поскольку в последующих версиях концепции “бутстрапа” сделаны попытки рассмотреть элементы S-матрицы как типы порядков и связать их с геометрией пространства-времени. “обе эти концепции, - пишет Капра, - исходят из понимания мира как динамической сети отношений и выдвигают на центральное место понятие порядка, оба используют матрицы в качестве средства описания, а топологию - в качестве средства более точного определения категорий порядка”.
Капра подчеркивает далее, что в картине мира, предлагаемой Чу, Стаппом и Бомом, элементарные частицы предстают не как неизменные кирпичики мироздания а как динамические структуры, “энергетические пучки”, которые формируют объекты, принадлежащие к более высоким уровням организации. “Современные физики, — пишет Капра, — представляют материю не как пассивную и инертную, а как пребывающую в непрестанном танце и вибрации, ритмические паттерны которых определяются молекулярными, атомарными и ядерными структурами... Природа пребывает не в статическом, а в динамическом равновесии”.
В этом плане уместно подчеркнуть, что предлагаемый здесь образ мироздания как динамики физических процессов, их взаимных корреляций и иерархии порядков - это скорее образ саморегулирующейся системы, где массовые, стохастические взаимодействия на разных уровнях организации регулируются целым и воспроизводят целое. Классический образ мира как простой машины, доминировавшей в классической физике, заменяется здесь образом Вселенной как самоорганизующегося автомата.
Однако в этой связи уместно зафиксировать и ограниченность таких подходов к построению современной физической картины мира, которые сопряжены с образами сложной самоорганизующейся системы, воспроизводящей в динамике изменений основные характеристик целого как иерархии порядков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
