Философия - Савкин Н.С.
ISBN 5 -7103-0712-2
Скачать (прямая ссылка):
Для обоснования направленности космологической стрелы в философии используется слабый антропиый принцип: для существования человека как вида нужно, чтобы Вселенная находилась в фазе расширения, а ие сжатия, поскольку только в данной фазе могут сложиться условия для разумной жизни. Если предположить, что Вселенная возникла в достаточно гладком и упорядоченном состоянии (отсутствие в точке начала отсчета времени, т. е. в момент ее образования, сингулярности), то согласно законам квантовой теории гравитации отсутствует сильная термодинамическая стрела времени в фазе сжатия Вселенной: когда все звезды успеют сгореть, а барн-оны распадутся иа легкие частицы, Вселенная будет находиться в состоянии почти полного беспорядка, в котором нет указанной стрелы.
§ 3. Квантовая метафизика
Характер предсказаний теории относительно мысленного или реального эксперимента претерпел изменения. Докваитовая физика
268 Глава 15. Философские проблемы физики
но ладанному состоянию системы с достоверностью предсказывала значение любой физической величины, отражающей ее. Другими словами, классической физике свойствен детерминизм. Радикальное ее отличие от квантовой механики состоит в том, что предсказания последней являются вероятностными, причем это фундаментальная черта данной науки. Следовательно, теория предсказывает значения различных наблюдаемых физических величин и вероятность значений для определенного состояния системы.
Если система приведена в некоторое состояние и производится измерение исследуемой величины, то установить вероятность появления одного пз возможных значений можно при помощи такой процедуры. Если один и тот же эксперимент повторять много раз, то доля экспериментов, при которых искомая величина будет обнаружена с определенным значением по отношению к общему числу экспериментов, приближенно и есть вероятность этого значения наблюдаемой величины. Точная степень вероятности это значення, которые можно было бы получить, проводя эксперимент бесконечное число раз, что физически невозможно: любой эксперимент можно проделать лишь конечное число раз.
Вероятность значення исследуемой величины не физический параметр. При появлении новой информации вероятность изменяется скачком мгновенно. Например, в ящике лежат 10 одинаковых по размеру шаров: 9 черных и 1 красный. Какова вероятность того, что два вынутых шара будут разного цвета? Ясно, что она меньше единицы. Но, если шары брать из ящика по одному п первый будет красным, то вероятность того, что второй черного цвета, уже окажется равной единице. Изменение информации (красного шара уже нет в ящике) сделало иной вероятность события (вынуты два шара разного цвета) скачком от значения 0,2 до 1, в то время как никакая физическая величина не может меняться мгновенно.
В классической физике тоже встречается понятие вероятности события. Им пользуются, когда какая-то информация о системе неизвестна. В этом случае мы можем говорить о вероятности значения наблюдаемой величины, однако это вызвано неполнотой информации. Если система квантовая, .то даже ігри максимально полной информации о ней возможные значения изучаемых величии определяются вероятностно, они не детерминированы.
Далее для простоты будем считать, что состояние квантовой системы определено максимально полно. Тогда оно описывается волновой функцией, вид которой зависит от того, как подготовлена система. В нерелятивистской квантовой механике эта функция удовлетворяет уравнению Шредпнгера .......динамическому уравнению,
§ 3. Квантовая метафизика 269
выражающем у изменение волновой функции со временем по заданному начальному состоянию. Если в процессе эволюции системы проводится измерение наблюдаемой величины, то волновая функция мгновенно изменяется скачком п состояние совпадает с состоянием, в котором данная величина имеет полученное па опыте значение. И этом заключается принцип редукции волнового пакета, или проективный постулат квантовой! механики. Отметим, что состояние, в котором наблюдаемая величина имеет определенное значение, не устанавливается уравнением Шредпигера, а задается ею самой.
Глубокое различие между классической и квантовой ерпзпкой еще и в том, что после'дняя исходит из особой роли процесса измерения. Конечно, и в той и в другой измерение изменяет состояние системы, поскольку вносит возмущения, обусловленные взаимодействием прибора и системы. В классической ерпзшее они не регламентированы теорией, а в квантовой механике регламентированы фундаментальным принципом (проективным постулатом).
Таким образом, имеются два различных закона, управляющих изменениями состояния системы со временем, т. е. квантовой динамикой. Первый уравнение Шредпигера, которое характеризует эволюцию состояния системы во времени дч) тех пор, пока она не будет возмущена каким-либо экспериментом но измерению наблюдаемой величины. Поведение системы до измерения полностью детерминировано. Зная ее начальное состояние, мы можем полностью и однозначно предсказать ее будущее состояние. Второй закон проективный постулат Дирака, который управляет системой, подвергшейся акту измерения. Данный закон носит полностью вероятностный характер и описывает изменение состояния в результате акта измерения (состояние системы после измерения определяется самой наблюдаемой величиной, а вероятность полученного па опыте значения как волновой функцией, так и состоянием, заданным самой исследуемой величиной).
