Мысленный эксперимент, иллюстрирующий ситуацию  с

                                       исследованием микромира:

                                            'Физик с похмелья'

                                                               Калмыков Р.Б.

                                                            Ravil8@yandex.ru

Допустим, некий физик-экспериментатор получил задание зафиксировать координату некой исследуемой микрочастицы по оси X в определенный момент времени T1 с произвольной точностью. Реально ли выполнение такого задания?

Вообще говоря, в отношении измерений в микромире существуют определенные ограничения, выражаемые принципом неопределенности Гейзенберга. Эти ограничения касаются некоторых сочетаний параметров микрочастиц, которые не могут быть одновременно измерены с произвольной точностью. Но в данном случае речь идет всего лишь об одном акте измерения простой характеристики только на одной оси пространственных координат. Так что любой, даже самый строгий физик скажет: да, это возможно, ограничений нет. Это задание вполне выполнимо.

Итак, наш экспериментатор приступает к делу. Если в назначенный момент времени T1 он нажмет на красную кнопку запуска измерительного эксперимента, то в итоге получит с произвольной точностью координату микрочастицы X1. Что это будет такое? Важно подчеркнуть, что это будет не размытое пространственное облако вероятностных значений, не абстрактная математическая матрица, не модификация какой-нибудь загадочной функции Ψ, а конкретная точка на оси абсцисс. Это точный локализованный во времени и вдоль одной пространственной оси координат результат.

Однако эта простая ситуация осложняется тем, что экспериментатор пришел на работу в состоянии сильного похмелья после вчерашней большой пирушки. Ему трудно попасть пальцем в красную кнопку пуска. В итоге он промахнулся и не смог поэтому запустить эксперимент. Акт измерения не состоялся.

Нет проблем. Можно сделать измерение немного позже. Допустим, наш физик решил перенести акт измерения на момент времени T2 = T1 + τ , где τ = 1 минуте. Поскольку первый акт измерения не состоялся, ситуация в принципе не изменилась. Никаких ограничений не возникло. Все так же допустимо измерение с произвольной точностью. Если все будет в порядке, экспериментатор получит точную координату микрочастицы X2. Это тоже будет точка на оси абсцисс, но уже в другом месте.

Некоторые, наверное, уже догадались, что наш физик и на этот раз промахнулся, не попал пальцем в кнопку. Акт измерения опять не состоялся.

Принято решение перенести акт измерения на момент времени T3 = T2 + τ. Ситуация остается прежней. Можно запустить эксперимент и получить в итоге точную координату X3. Это опять-таки будет точка на оси абсцисс, но в другом месте. Но у нашего физика просто черный день. Он опять, и опять, и опять промахивается.

Итак, осмыслим ситуацию. Наш экспериментатор имеет ряд возможностей для совершения акта измерения в моменты времени T1, T2 , T3,:T(n): с промежутком τ. В любой из этих моментов он может получить точную координату микрочастицы по оси абсцисс X1, X2, X3,:X(n):. Пользуясь тем, что в мысленных экспериментах можно допускать некоторые забавные вещи, заставим промежуток времени τ стремиться к 0. В итоге получим бесконечный ряд точек на оси абсцисс, промежуток между которыми тоже будет стремиться к 0. Точки фактически сливаются в одну кривую линию.

Что это за кривая? Это диаграмма точных координат микрочастицы вдоль оси абсцисс в пределах некоторого промежутка времени. Таким образом, любому моменту времени в пределах этого промежутка будет соответствовать точка на кривой, имеющая точную координату по оси абсцисс. Можно сказать и иначе: каждая точка на этой кривой может быть обнаружена, если экспериментатор в соответствующий момент запустит единственный акт измерения. Как видим, здесь имеет место жесткий детерминизм, нет лазеек для случайности и вероятности.

Но это еще не все. Предположим, наш физик оказался так неуклюж, что задел установку и нечаянно поменял плечо измерительного прибора с оси X на ось Y. Теперь все измерения будут справедливы для оси ординат. Заметьте, в итоге будет получена опять-таки конкретная кривая линия с потенциально измеримыми координатами микрочастицы. Все оси в нашем случае равноправны, так что в итоге такого же мысленного трюка мы можем получить четкую координатную кривую и вдоль оси Z.

Итак, мы имеем три кривые вдоль трех осей координат. Их можно объединить в одну пространственную кривую. Если экспериментатор совершает единственный акт измерения по любой из трех осей координат в любой момент времени в пределах заданного промежутка, он получает точку на этой кривой (и нигде больше!). С другой стороны, каждая точка на этой пространственной кривой может быть обнаружена, если в соответствующий момент времени совершить акт измерения по любой из трех осей координат (на выбор). Полное однозначное соответствие, не оставляющее места для разночтений.

В результате этого мысленного эксперимента мы пришли к выводу, что кривая движения микрочастицы реально существует, имеет четко локализованный в пространстве и времени вид и может быть легко обнаружена с произвольной точностью в любой своей точке по любой (на выбор) оси координат. Вполне обычный детерминизм.

Проблемы начинаются, когда мы поставим задачу получить, скажем, точные координаты сразу двух или более точек. Здесь уже вступает в дело принципиальное ограничение, характеризующее природу наших взаимоотношений с микромиром. Мы назвали это 'проблемой второго (следующего) измерения'. Физики XX века описали это с помощью принципа неопределенности Гейзенберга.

Есть события в человеческом макромире, есть события в микромире. А есть процесс трансляции, представления событий из микромира в наш макромир. Важно подчеркнуть, что вышеупомянутая проблема не затрагивает самих событий в человеческом макромире и микромире. Она касается только процесса трансляции. Здесь, на границе двух миров и детерминизмов, действительно возникают принципиальные трудности, о которых мы уже писали в работе 'Кольцевой детерминизм и пробабилизм'.

Примитивно это можно описать, как невозможность передачи из микромира в человеческий макромир более одного точного (с заданной точностью) измерительного значения. Как же быть с остальными необходимыми значениями? Вот тут, когда обнаруживается дефект в нашей привычной детерминистической исследовательской методологии, когда неизбежно открываются ворота для неопределенности и случайности, приходится в качестве компенсации прибегать к использованию косвенных описательно-вычислительных методик: размытых по пространству и времени вероятностных 'облаков', абстрактных матриц и хитроумных модусов загадочной функции Ψ.

Важно подчеркнуть, что все эти косвенные методики не имеют никакого отношения к реальным событиям и процессам в микромире. Это просто удобные для физиков чисто вычислительно-описательные методики, позволяющие хоть как-то решить проблему представления событий одного мира в другом. В вышеприведенном мысленном эксперименте было выяснено, что кривая движения микрочастицы (траектория) реально существует и любая ее точка может быть экспериментально обнаружена с заданной точностью. Однако отобразить эту кривую на диаграмме с произвольной точностью не представляется для нас возможным (хотя грубо это можно сделать в камере Вильсона или пузырьковой камере).

В этой ситуации позитивисты (физики и философы) делают забавный вывод, что траектории не существует в самой природе микромира, что сама частица не является четко локализованным в пространстве точечным объектом, а представляет собой размытое по пространству и времени вероятностное облако, а также прочие глупости.

Материалисты, физики и философы, должны ответить на это безобразие строго по-научному дифференцированным подходом: отделением модных описательно-вычислительных моделей реальности от самой физической реальности. В конце концов, это позволит в современной физике микромира уйти от уже надоевшего господства поверхностной описательно-вычислительной методологии и добиться успехов в более глубоком осмыслении сути реальных физических процессов.