Аннотация: Физический манифест. Показывается, что между микро- и макромирами нет принципиального различия. Предлагается строить новую физику микромира на здравых логических основаниях.
Как нам реорганизовать физику микромира
Статистика и вероятность
Проблема в том, что исторически сложилась обратная иерархия. Мир статистичен, поскольку мы не умеем достаточно точно сужать статистические кореляции до степени причинно-следственных связей (см. ниже). Поэтому статистичность обработки данных наблюдений - явление совершенно естественное.
Однако прежде, чем подступиться к статистике, математика вынуждена была пройти этап оперирования вероятностями. Последние являются условностями статистического подхода, как, скажем, "полтора человека на место" на приёмных экзаменах или "четыре с половиной человеко-дня". По-настоящему вероятность является лишь нормировкой, условным отнесением статданных к какой-либо единице. Тем не менее, в силу исторических обстоятельств вероятность мыслится как нечто первичное, тогда как статистика - некая надстройка над ней.
Статистическое описание мира классической физики
Если вдуматься, то можно вполне принять такую точку зрения, по которой все известные причинно-следственные связи будут лишь очень сильными статистическими корреляциями. Если взять такой элементарный раздел физики, как механика, то исход любого опыта - качания маятника, свободного падениа тела - должен зависеть от бесконечного набора (почти всегда "пренебрежимо малого") причин, включая идущие в глубине Земли процессы, поведение людей на разных континентах и, конечно, движение звёзд и планет. Пренебрежимо малыми такие влияния можно считать при соответствующей точности измерений; при повышении точности некоторые из них (например, движение Луны) могут стать значимыми.
Таким образом, можно отстаивать точку зрения, что вся физика статистична, а её детерминированный характер - лишь огрубление наблюдаемых корреляций в целях простоты анализа. Опять же можно будет сказать, что статистичность физических законов первична, тогда как господство жёстких причинно-следственных связей - дань историческому развитию науки.
При таком понимании физических законов грань между "детерминированной" физикой макромира и "вероятностной" физикой микромира снимается, становясь скорее историческим недоразумением. Вот почему физику микромира естественно строить как простую статистическую теорию аналогично газодинамике (в которой, заметим, не рассматриваются свойства отдельных молекул), где наблюдаемость появляется в результате статистического накопления единичных явлений.
Отступление: возможная теория невидимых снарядов
Предположим некий курьёз. Военные заказали математикам создание артиллерийской теории.
Те быстро установили статистику попаданий, хорошо укладывающуюся в классическое гауссово распределение. Поскольку сами они со снарядами дела не имели, а только с их попаданиями, то возможна и такая интерпретация: снаряд физического смысла не имеет, его имеет лишь взрыв при попадании в цель, в котором актуализируется вероятностное распределение заряда.
Если вдуматься, то на пути такой интерпретации стоит лишь уверенность артиллеристов в реальном пространственно локализованном существовании заряда, данном им в ощущениях (сам полёт снаряда увидеть практически невозможно). Этим, т.е. наличием или отсутствием сенсорного восприятия объекта, лишь и отличается описание микрочастиц от описания артиллерийских зарядов.
Корпускулярный характер микрочастиц
В волновой теории света есть одно вопиющее противоречие (на которое обратил внимание, в частности, Каравдин): скорость движения излучения замедляется пропорционально плотности среды, что принципиально отличается от течения волновых процессов, которым свойственна обратная зависимость. Это заставляет предположить, что всякое излучение имеет характер корпускулярных потоков, волновые свойства которых являются не индивидуальными, а массовыми. Другими словами, ни у фотона, ни тем более у электрона (и других частиц) волновых свойств нет, они появляются только в потоках частиц.
Квазиволны
С понятием "волновой", видимо, возникла определённая путаница. Дело в том, то в обыденном понимании волновое движение обозначает одно из двух типов движений: 1) периодическое распространение возмущения в среде и 2) пространственно-периодически организованное движение среды (бытовой пример из военной лексики - бомбардировщики заходили на цель волнами; здесь никакого распространения волн в среде нет, а есть периодически повторяющаяся организация "среды", т.е. самолётов). Физика традиционно имеет дело с "классическими" волнами первого типа. Назовём волны второго типа (возможная иллюстрация - импульсное излучение) квазиволнами.
Квазиволновые свойства корпускулярных потоков
Итак, предположим, что корпускулярные потоки в микромире организованы в некие квазипериодические квазиволны ("квазипериодичность" подразумевает нестрого воспроизводимую структуру от периода к периоду). Тогда, с одной стороны, исчезает пресловутый корпускулярно-волновой дуализм, приобретший уже статус непознаваемого, близкий к аналогичному в учении о Св.Троице. С другой стороны, исчезает одно из самых базовых (и абсурдных) противоречий физики, появившееся ещё в дорелятивистскую эпоху - концепция волнового движения в вакууме (т.е. в пустоте); концепция, ставшая настолько привычной ещё со школьной скамьи, что даже не подвергается не то что критике - осмыслению.
Соотношение неопределённостей и постоянная Планка
Заметим, что пресловутое соотношение неопределённостей - это не уникальное и таинственное явление микромира, а наоборот, совершенно естественное свойство всех стохастических процессов с математическим ожиданием. Например, по мгновенной картине состояния биржевых акций (аналог точной пространственной локализации) невозможно определить динамику рынка (аналог импульса); последнюю можно спрогнозировать лишь на основе картины за некий период времени, причём тем точнее, чем он больше (в предположении поступательно развивающейся конъюнктуры на этом отрезке); за этот период стоимости конкретных акций могут меняться очень сильно (ценовая неопределённость - аналог пространственной).
Можно ещё отметить, что переход к первично-корпускулярной и вторично-волновой концепции микромира делает ненужным и понятие кванта (давшего название самой нынешней форме физики частиц), поскольку проблема "ультрафиолетовой катастрофы" (побудившая физиков его ввести) оказывается надуманным следствием из волновой теории излучения, в которую понадобилось ввести корпускулярность с чёрного хода. Тем не менее, сама постоянная Планка, видимо, играет большую роль в микромире; видимо, она характеризует параметры квазиволн по параметрам составляющих их частиц.