CC BY
15
Хагар заключает свою статью выводом о том, что предложения переформулировать аксиомы КМ в теоретико-информационных терминах не могут рассматриваться как обеспечивающие реалистические основания для КМ. «“Тонкий” реализм Фукса и “туман с Севера” (имеется в виду копенгагенская трактовка. - Реф.), которые инспирировали такой подход, являются не чем иным, как инструментализмом в маске» (с.772).
В.Д.Эрекаев
2005.02.016. ПЕНРОУЗ Р. БОЛЬШОЕ, МАЛОЕ И ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ СОЗНАНИЕ. - М., 2004. - 191с.
Реферируются переводы некоторых работ известного математика и физика-теоретика Роджера Пенроуза (Оксфордский университет, Великобритания). В этих работах обсуждаются следующие темы: 1) соотношение математики и физики; 2) возможность построения единой космологической (физической) теории; 3) соотношение физики и сознания. Автор в целом принимает модель Большого взрыва, но не инфляционную модель, и предполагает, что развитие Вселенной на самой ранней стадии определялось неизвестными нам параметрами. Можно предположить значение второго начала термодинамики для Вселенной, если рассматривать ее как один-единственный объект. Поскольку энтропия (степень неупорядоченности системы) возрастает со временем, Вселенная должна была бы возникнуть из упорядоченного состояния с низкой энтропией. Вероятность такого состояния очень мала, и поэтому вопрос о происхождении Вселенной может быть разрешен только в рамках точной теории квантовой гравитации. «Говоря о Вселенной, мы обязаны оценить точность условий создания ее исходного состояния. Эта точность... должна быть отражена в... будущей, еще не созданной теории, которая позволит объединить квантовую теорию и общую теорию относительности» (с.56). Условия «организации» Большого взрыва выглядят поразительными по своей точности. Творцу было необходимо определить положение точки в фазовом пространстве (соответствующей начальным условиям, при которых будущая Вселенная приобретет привычный нам вид) с фантастической точностью, которая оценивается величиной, равной - 10 exp 10 exp 123 (-1010“).
На протяжении всей книги Пенроуз обсуждает взаимоотношения математики и физики. В частности, он пишет: «Я лично полагаю (и мне кажется, большинство математиков и физиков-теоретиков придерживаются примерно той же точки зрения), что математика. представляет
собой некую структуру, управляемую собственными вневременными законами. Поэтому, возможно, многие физики и математики предпочли бы считать физический мир порождением “вневременного” математического мира идей» (с .16).
В квантовой механике заложены весьма интуитивно неочевидные представления, не имеющие аналогов в классической механике. Например, нелокальность означает, что при возникновении пары «частица-античастица» каждая из них сохраняет «память» о процессе рождения в том смысле, что эти частицы не могут считаться полностью независимыми друг от друга. Пенроуз объясняет это тем, что квантовая запутанность микрообъектов представляет собой явление, лежащее где-то между их разделением и объединением. Интуитивно неприемлемые особенности являются неотъемлемой частью квантовой механики. Эта теория позволяет нам даже получать информацию о процессах, которые не произошли, но могли быть реализованы. Различие между классической и квантовой механикой особенно ярко проявляется в очень необычной (с привычной точки зрения) задаче о так называемом испытании бомб в эксперименте Элицура - Вайдмана.
Пенроуз считает, что «тайны» (головоломки) квантовой механики можно разделить на два класса: Ъ и Х. 2-тайнами он называет эксперименты, которые наглядно демонстрируют загадочное поведение квантовых объектов. Среди них: корпускулярно-волновой дуализм, спин, нуль-измерение и нелокальные эффекты. Х-тайны показывают, что разработанная теория не является полной, в чем-то даже ошибочна. Наиболее важной Х-тайной является проблема квантовых измерений, в том числе известный шрёдингеровский парадокс кота. Анализируя этот парадокс, Пенроуз вводит операцию восстановления объективной картины. Но почему возникают все эти тайны, загадки, проблемы? «Моя... точка зрения сводится к тому, что трудности связаны с какой-то ошибкой в использовании принципа суперпозиции для сильно различающихся пространственно-временных геометрий. Сложностей можно избежать лишь при полном отказе от создания таких суперпозиций» (с.88). «Мне кажется, что мы могли бы избавиться от всех ужасных проблем, связанных с поведением энергии при редукции вектора состояний, если бы нашли какой-то разумный метод объединения квантовой механики и общей теории относительности. Проблема заключается в том, что при суперпозиции мы должны учитывать гравитационный вклад состояний, однако никто не представляет, какой смысл имеет локальный вклад гравитации в
энергию системы, вследствие чего и возникает неопределенность в величине гравитационной энергии» (с.92).
Каким образом удается связать квантовые явления с поведением систем на макроскопическом уровне? «Мне. представляется очевидным, что если мы правильно понимаем законы квантовой физики, то из нее должны выводиться законы классической физики. Проблема, однако, заключается в том, что на практике мы всегда пользуемся либо классическим, либо квантовым уровнем описания» (с.60). В этой ситуации многие физики используют квантово-механические правила просто в качестве удобных и эффективных вычислительных приемов, позволяющих получать точные решения. Такой подход, несмотря на его эффективность, означает лишь «грубый» переход от простого и линейного мира квантовых явлений к реальному миру эксперимента. Этот переход осуществляется с помощью процедуры редукции вектора состояний. При этом подходе теряется значительная часть картины физического мира, и нам необходимо разработать теорию, которая будет включать в себя редукцию. При соответствующих предельных переходах такая теория должна сводиться к обычной квантовой механике и квантовой теории поля, но она должна также описывать и новые физические явления. В частности, она должна решить задачу квантования гравитационного поля и дать описание периода развития очень ранней Вселенной.
Пенроузу представляется спорной сама идея возникновения мышления из каких-то физических структур. В сущности, таинственными и непонятными представляются все отношения между тремя (попперов-скими) мирами. Необходимо искать научные объяснения феномену человеческого сознания: «Я по-прежнему остаюсь сторонником так называемого физикализма» (с .101).
Восприятие и сознание связаны с физической активностью мозга, но эта активность не может быть смоделирована какой-либо вычислительной процедурой, т.е. процессы мозга не поддаются моделированию. При этом можно выделить сильную и слабую «невычис-
лимость». Согласно «слабой» все невычислимые операции могут быть осуществлены в рамках известных физических законов, согласно «сильной» - существуют непознанные физические законы.
Нелокальность и квантовая когерентность могут объяснить когерентность работы человеческого мозга. Сознание может представлять собой нечто глобальное и нелокальное наподобие квантовых нелокальных эффектов. «Невычислительный» характер процессов сознания может быть связан с коллапсом волновых функций макроскопических переменных. Квантовые вычисления осуществляются длительное время (около 1 секунды), в течение которого система остается изолированной от окружения. Эти процессы происходят на микроклеточном уровне, который называется «микротрубками». Именно микротрубки осуществляют крупномасштабные квантово-когерентные события, напоминающие квантовые эффекты в полупроводниках.
В.Д.Эрекаев
2005.02.017. СТЕЙН Р.Л. К ПРОЦЕССУАЛЬНОЙ ФИЛОСОФИИ ХИМИИ.
STEIN R.L. Towards a process philosophy of chemistry // Hyle: Intern. j. for philosophy of chemistry. - Karlsruhe, 2004. - Vol.10, N 1. - P.5-22. - Mode of access: http://www.hyle.org.
В статье Росса Л. Стейна (Laboratory for drug discovery in neurodegeneration, Harvard center for neurodegeneration and repair, 65 Landsdowne Street, Cambridge, MA 02139, USA) молекулярно-химические изменения интерпретируются на основе квантовой механики в процессуальнокреативной парадигме.
Химия - это наука о молекулярных превращениях. Механизмы, по которым происходят изучаемые реакции, описываются на основе атомной перегруппировки, при которой связи между атомами образовываются и разрываются согласно хорошо изученным химическим структурам. Основой для понимания молекулярных превращений является онтология материальной субстанции, в которой молекулы оказываются механизмами, а изменения - перегруппировкой частиц. Но действительно ли такая онтология является адекватной основой для химии? Стейн полагает, что нет.
Чтобы понять глубинную структуру молекулярных изменений, необходимо заменить материальную субстанцию процессом, сделав акцент на химических превращениях. При этом анализируется онтологический
