Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://temporology.bio.msu.ru/RREPORTS/kaminsky_skritoe.htm
Дата изменения: Fri Feb 28 02:00:30 2014
Дата индексирования: Fri Feb 28 02:46:38 2014
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: релятивистское движение
Скрытое пространство-время в физике
Квантовая Магия, том 2, вып. 1, стр. 1101-1125, 2005

 

Скрытое пространство-время в физике

 

А.В. Каминский

 

(получена 13 ноября 2004; изменена 9 января 2005; опубликована 15 января 2005)

 

Рассматривается гипотеза, согласно которой в основе квантовой, релятивистской и статистической теорий лежит субъективная неполнота физической реальности.

 

 

Введение

 

Наличие в физике скрытых величин не является неожиданным. Фундаментальное ограничение на скорость распространения взаимодействий, налагаемое специальной теорией относительности (СТО), приводит к тому, что для наблюдателя в некоторой системе отсчета доступны только те точки пространства - времени, которые лежат во внутренней части светового конуса. Области вне светового конуса скрыты от него. В квантовой механике (КМ) наличие скрытых состояний следует из принципа неопределенности.

Менее очевидно существование в мире скрытых состояний, обусловленное нашей принципиальной неспособностью производить бесконечно точные измерения и вычисления. Этот важный момент, игнорируемый современной физикой, онтологизируется тезисом о физической неполноте мира [1]. Субъект - наблюдатель всегда часть природы. Поэтому, располагая, по определению, только частью ресурсов, доступных природе, мы всегда будем ограничены в любых сферах своей активности по отношению к внешнему миру. С другой стороны, природа, обладая превосходящими наблюдателя ресурсами, манипулирует трансфинитным с его точки зрения объемом информации. Говоря образно, мы не можем проверить Бога, насколько верно он проводит 'вычисления'. "Кухня" этих вычислений скрыта от нас барьером неполноты. Не пользуется ли Он своим "служебным положением", чтобы упростить себе работу?

 

Эйнштейн, как известно, считал, что Бог честно проводит вычисления. Но теперь многие убеждены, что Он просто "бросает кости" подобно нам, когда мы вместо того чтобы интегрировать уравнения, пользуемся методом Монтекарло!. К этому вопросу мы еще вернемся позже, а пока заострим внимание на самой причине существования в природе скрытых состояний.

 

Дальше других в понимании этого вопроса продвинулась КМ. Описание физического состояния при помощи матрицы плотности сознательно введено в теорию для отражения ситуации неполноты. Этот подход принес свои плоды. Большим достижением последнего времени явилась теория декогеренции, которая показала, что для наблюдателя, являющегося частью открытой системы, квантово-механическая картина мира неизбежно редуцирует в классическую [2]. Однако, теория декогеренции построена на базе формализма обычной КМ, которая в своей основе остается не понята. Поэтому целый ряд концептуальных вопросов по-прежнему остаются без ответа. Среди них объяснение природы квантовой нелокальности, проблема квантового индетерминизма, связь необратимости квантовых измерений с проблемой времени и ряд других трудных вопросов. Нередко можно встретить мнение, что эти вопросы, уходящие корнями в глубины философии, не так уж и важны для физики. Это заблуждение. Только обоснование КМ, которое приведет к пониманию природы квантового поведения материи, создаст новую перспективу для дальнейших исследований. Мы, конечно, отдаем себе отчет в том, что требованием понимания, мы ступаем на очень зыбкую почву. Но именно понимание, как опора на глубинные априорные понятия, а не понимание в смысле знания формального аппарата, дает импульс мысли. Поэтому, мы не разделяем позитивистский призыв ограничиться достигнутым успехом в формальном описании КМ и считаем, что проблема обоснования КМ реально существует и, более того, весьма актуальна. Решение этой проблемы, возможно, перевернет все наши представления о реальности, и тогда откроются новые перспективы.

Давайте на время забудем о существовании КМ и попробуем в наших рассуждениях исходить из первых принципов. Итак мы предполагаем, что в основе многих закономерностей и наблюдаемых в природе явлений лежит неполнота физического мира, прямым следствием которой и является наличие скрытых состояний. Этой гипотезе можно придать ясный физический смысл.

 

Будем исходить из того, что мир в целом конечен, а наблюдатель (субъект) - его часть. Конечность мира здесь понимается не как ограниченность или изолированность в пространстве, но как принципиальная счетная конечность множества состояний мировой целостности, в дальнейшем Мира.

 

Пространство, построенное над множеством фундаментальных состояний назовем фундаментальным пространством-временем объективного наблюдателя. Соответственно, состояния мира, дифференцируемые им, назовем фундаментальными мировыми состояниями.

 

Один из возможных способов построения метрического фундаментального пространства рассмотрен в работе [3]. Экзистенциальный статус объективного наблюдателя мы здесь не рассматриваем, считая его введение математическим приемом. Если учесть, что общее число фундаментальных состояний мира равно:

 

Nмира=Nсубъекта*Nобъекта (1)

 

Где Nмира- число состояний мира, Nсубъекта - число состояний субъекта, Nобъекта - число состояний объекта (мира без субъекта), тогда очевидно, что наблюдателю доступна только часть из общего числа состояний мира. Такое положение вещей мы называем - физической неполнотой. Так возникают два слоя реальности - слой гипотетического внешнего (его еще можно назвать - объективным) наблюдателя для которого доступно каждое состояние мира и - слой физической реальности, в котором каждое физическое состояние оказывается вырождено по некоторым принципиально ненаблюдаемым (скрытым) состояниям. Подмножества фундаментальных состояний неотличимых с точки зрения субъекта образуют одно физическое состояние (гранулу) . В соответствии с принципом физической неполноты, состояния внутри гранулы неотличимы друг от друга никакими физическими методами. Пространство, построенное над множеством физических состояний (гранул) назовем физическим пространством-временем [3] или пространством-временем субъективного наблюдателя. Рассматривая процессы в объективном пространстве фундаментальных состояний, мы не имеем права говорить о движении в нем частиц, полей или даже материальных точек. Эти понятия и объекты - физические и скоординированы они исключительно в физическом (субъективном) пространстве. Поэтому, говоря о процессах в объективном пространстве, мы будем избегать каких - либо физических аналогий.

Методологически физика - это способ описания природы ее субъектом. Поэтому, строго говоря, процессы, протекающие в объективном пространстве не являются физическими. Мы не исключаем, что в дальнейшем статус скрытой объективной реальности изменится, но на данном этапе исследований введение объективного пространства достаточно считать физико-математической абстракцией.

 

Какие преимущества дает этот подход? Прежде всего мы сразу же получаем простую возможность объяснить нелокальные взаимосвязи между частями физической системы. То есть предложить почти очевидное решение проблемы, которая с момента основания КМ вызывает ожесточенные споры. Из СТО следует, что частицы могут взаимодействовать только причинно, то есть посредством сигналов, распространяющихся внутри светового конуса. Однако, опыт говорит нам, что в некоторых условиях можно наблюдать корреляционное взаимодействие частиц, разнесенных на пространственно-подобное расстояние [4]. Квантовая механика формально описывает эти явления посредством многочастичных волновых функций (перепутанные состояния). Мы предполагаем, что за этим кроется очень простая физика. Действительно, если у частиц, скоординированных в обычном 4-х мерном пространстве-времени, есть еще в распоряжении скрытое время (смотрите ниже), то по идее, за это время частицы могут успеть "договориться" о синхронном поведении. Причем, для нас эти "сепаратные" переговоры будут в принципе не наблюдаемы, ибо "происходят" за промежуток физического времени Δtx/c, где Δx - расстояние между частицами. Учитывая косвенным образом наличие скрытых состояний, релятивистская теория имеет все предпосылки для правильного описания нелокальных взаимодействий. Можно ожидать, что на основе этого понимания будет разрешено противоречие между квантовой и релятивистской теориями, имеющее место на этапе описания измерения [5].

 

Рассмотрим этот вопрос подробнее. Что есть скрытое время? Аристотель писал: "Время не существует без изменения. Ибо когда у нас самих мысли не изменяются или мы не замечаем изменения, нам не будет казаться, что протекло время, так же как тем баснословным людям, которые спят в Сардинии рядом с героями, когда он