Астрофизика, кванты и теория относительности - Каррелли А.
Скачать (прямая ссылка):
Цели законы сохранения чисел частиц теряют смысл в физике черных дыр, если все динамические законы теряют смысл при коллапсе Вселенной, если законы и постоянные физики, вначале фиксированные как начальные данные на ранней фазе* большого взрыва, стираются на конечной стадии гравитационного коллапса, то тогда само понятие размерности едва ли мо* жет быть ограждено от этой универсальной изменчивости.
11. ¦Квант и Вселенная
545
Обзор одного за другим фиксированных положений физики не оставил ни одного из них ни неоспоримым, ни «постоянным», ии принципиальным. Трудно найти какой-либо другой способ резюмировать создавшуюся ситуацию, чем следующий: не существует никакого закона, кроме того закона, что нет никаких законов. Или, короче: безграничная ИЗМЕНЧИВОСТЬ является главным свойством физики [38].
Современный анализ дает лишь слабую надежду думать о Вселенной как образованной из «некоторого простейшего поля» или «построенной на основе некоторой простейшей геометрии». Мы приходим к мысли, что Вселенная удивительно эфемерна. Трудно представить себе какой-нибудь взгляд на природу, более отличный от старой мечты Лапласа о машине, которая движется своим детерминированным путем в течение бесконечного времени. Трудно поверить, что какая-либо точка зрения может быть близка к истине, если она не концентрируется на всех антилапласовских свойствах природы, резюмированных в квантовом принципе. Если утверждают, что глав-иым свойством природы является хаос, пусть будет так. Тогда мы не имеем другого выбора, кроме как принять хаос за основу всего.
Для физики не ново встретиться с хаосом и подчинить его правилам разума. Никаким другим путем нельзя было прийти к пониманию температуры и тепла как аспектов молекулярной физики для большого числа частиц.
Квант
Нужно ли спрашивать, имеет ли квантовый принцип какое-либо отношение к строению мира? В настоящее время мы привыкли к использованию метода Гамильтона для атомов, частиц м полей и настолько хорошо знакомы с применением стандартных методов квантовой механики, извлекающих следствия из •соответствующих гамильтонианов, что легко можно подумать, 45удто мир физических законов и гамильтонианов «уже здесь», -а квантовая механика служит только «смазкой» для этого уже существующего механизма. Однако для более внимательного рассмотрения ситуации удобно перенести внимание с квантовомеханического формализма на нечто более глубокое — на квантовый принцип. Он говорит о том, что может быть измерено, а что нет. Это рассказ о дополнительности и индетерминизме. Это наиболее странная особенность этой странной Вселенной.
Мы знаем, как резюмировать всякую другую великую идею физики несколькими простыми словами, HO только не идею кванта. Для многих даже сегодня идея кванта представляется ¦странной и нежелательной и кажется привносимой извне
546
Дж. Уилер
против нашей воли. Напротив, если кто-либо действительно понял ее сущность и необходимость для построения мира, он должен быть в состоянии сформулировать ее в виде одного ясного и простого предложения. Пока мы не увидим квантовый принцип во всей его простоте, мы может считать, что не знаем самого главного о Вселенной, о нас самих и о нашем месте во Вселенной.
Очень хорошо говорить о построении термодинамики из хаоса молекулярных столкновений. Ho кто имеет хотя бы малейшее представление о том, как Вселенная должна быть построена из хаоса отдельных квантовомеханических наблюдений? Стоит только задать этот вопрос, чтобы понять, как невероятно далеки мы от выхода из этой ситуации. Можно, конечно, сказать: «He пора ли прекратить попытки продвинуться вперед по такой трудной местности? Пойдем домой и сделаем что-нибудь другое». Напротив, более разумной должна казаться прямо противоположная оценка ситуации. Никогда мы не имели более серьезных оснований сомневаться в совершенстве некоторого основного поля, основной геометрии или основной математики, которые претендовали бы «объяснить все». Никогда мы не имели более серьезного повода обратиться к более внимательному рассмотрению величайшего из всех ключей к странности этой Вселенной — квантового принципа.
Что касается квантового принципа, нет ничего более странного, чем место, которое он предоставляет наблюдателю для участия в создании реальности. Левая часть рис. 4 символизирует старый взгляд на реальность как нечто, надежно изолированное от наблюдателя стеклянной стеной толщиной 1 м. Правая часть рисунка является напоминанием, что даже для наблюдения такого микроскопического объекта, как электрон, .в действительности требуется разбить это стекло, выйти за его пределы и измерить некоторую характеристику движения электрона. Невозможно установить в одном и том же месте и в одно и то же время аппаратуру, которая измеряла бы положение электрона, и аппаратуру, которая измеряла бы его импульс. Необходимо сделать выбор. Более того, сам акт измерения вызывает непредсказуемые последствия для будущего поведения электрона. Тот, кто думает о себе просто как о наблюдателе, оказывается участником. В некотором странном смысле это является участием в создании Вселенной. В этом состоит центральный вывод для проблемы «квант и Вселенная», хотя мы сегодня далеки от того, чтобы видеть, как разобраться в ней. «Этот квантовый вопрос так невероятно важен и труден,— писал Эйнштейн Лаубу в 1908 г.,— что каждый должен им заниматься». Рассмотрим более внимательно этот аспект участия, начав с небольшой истории.
