Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Ограниченность принципа причинности в квантовой механикеСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Гейзенберг дает следующую "сильную формулировку" этого принципа: "Если точно знать настоящее, можно предсказать будущее" [4]. По его мнению, в этой формулировке "неверна предпосылка, а не заключение. Мы в принципе не можем узнать настоящее во всех деталях"[5]. Причиной этой непознаваемости является соотношение неопределенностей в квантовой механике. Можно точно измерить либо пространственные координаты, либо импульс частицы, но не то и другое одновременно. (Когда я в дальнейшем буду говорить об отношении неопределенностей, всегда будет иметься в виду именно эта формулировка). Таким образом, если квантовая механика заставляет признать "предпосылку" принципа причинности ложной и в то же время все эксперименты говорят в пользу квантовой механики, то, по Гейзенбергу, из этого следует, что "нарушение принципа причинности можно считать твердо установленным"[6]. Это замечание, сделанное знаменитым ученым, нашло затем поддержку у сторонников теории "индетерминизма". Однако, если строго подойти к словам Гейзенберга, придется признать, что его тезис логически несостоятелен. Принцип причинности у Гейзенберга приобретает форму условного высказывания. Но по правилам логики условное высказывание не становится ложным из-за ложности посылки. Напротив, если, как считает Гейзенберг, посылка этого тезиса является ложной в принципе (т.е. мы принципиально не можем в точности знать настоящее), то само условное высказывание (т.е. принцип причинности) на самом деле всегда истинно. Конечно, в такой форме принцип причинности вообще не применим. Это было бы возможным только в том случае, если бы мы действительно в точности знали настоящее и, следовательно, могли бы предсказать будущее. Но, согласно Гейзенбергу, это невозможно. Очевидно, таким образом, что Гейзенберг смешивает действенность принципа причинности с его применимостью, хотя это разные характеристики. Вообще говоря, не трудно так сформулировать принцип причинности, чтобы он не только предполагался руководящим принципом квантовой механики, но и всегда был применим. Формулировка могла бы звучать следующим образом: по отношению ко всякому событию, которое принципиально измеримо, существуют другие события, прошедшие, одновременные или будущие, связанные с ним причинными закономерностями. Причинный закон - понятие, определенное Штегмюллером [7], дефиницию которого я здесь просто слегка изменяю, внеся небольшие сокращения: это детерминистический закон близкодействия, выражаемый дифференцируемыми по времени математическими функциями и действующий в гомогенном и изотропном пространственно-временном континууме. Выражение "причинные законы являются детерминистическими" означает, что на основе этих законов могут делаться точные, а не только вероятные предсказания. В физике эти законы принимают форму интерпретируемых математических функций. Это законы близкодействия, поскольку скорость, с какой выстраивается последовательность событий, упорядочиваемых посредством этих законов, конечна. Они относятся к "изотропному пространственно-временному континууму", потому что направление, в котором выстраиваются последовательности этих событий, не имеет значения. Таким образом, проясняется смысл утверждения, что какое-то событие связано с другими событиями причинными закономерностями: оно означает, что, зная это событие, мы можем вычислить другие или, наоборот, зная другие события, можно вычислить данное. Понятие события здесь не нуждается в точной экспликации. Ограничимся лишь указанием на то обстоятельство, что для определения события не принципиально требование его точной измеримости. Могут поэтому существовать и такие события, которые не поддаются точному измерению. Таковы, например, так называемые интерфеномены, под которыми понимаются события в микрофизике, не вступающие во взаимоотношения с другими материальными явлениями и имеющие место между любыми фиксируемыми фактами - что можно было бы сравнить с путем частицы, пролегающим между моментом ее возникновения и моментом ее столкновения с фотоном. Дело не в том, существуют ли такие события в действительности; этот пример нужен нам лишь для того, чтобы показать, что используемое здесь понятие "события" не нуждается в требовании точной измеримости. Пример с измерением пространственных координат частицы свидетельствует не только о том, что принцип причинности является фундаментальной предпосылкой квантовой механики, но и о его применимости. В качестве предпосылки он выступает потому, что измерению такого типа предшествует следующее рассуждение: если точно измерить некоторые величины (например, длины волн, используемых при измерении световых лучей, параметры измерительных приборов, результирующую картину дифракции и т.п.), то в соответствии с каузальными законами (классической оптики) по результатам этих измерений можно вычислить и другие величины, которыми характеризуются исследуемые объекты (например, координаты частицы). В свою очередь применимость самого принципа причинности основывается на возможности выведения этих точных измерений. Ведь только такая предпосылка позволяет говорить о применимости каузального принципа, утверждающего, что существуют другие величины, которые связаны с данными точно измеренными величинами каузальными законами. По этому поводу у Гейзенберга есть одно замечание, на которое реже обращают внимание; для квантовой механики справедливо следующее: "если некоторые физические величины на данный момент измерены со всей возможной точностью, то в любой другой момент существуют величины, которые могут быть измерены столь же точно, то есть такие величины, результаты измерений которых могут быть точно предсказаны"[8]. Из этого видно, что принцип причинности применим не ко всем возможным событиям; его применимость ограничена соотношением неопределенностей. Из этого соотношения следует, что не все величины классической физики допускают принципиальное и при любых условиях точное измерение. (В терминах квантовой механики это можно сформулировать следующим образом: операторы наблюдаемых координат частицы и соответственно ее импульса не являются коммутативными. У них есть различные собственные функции, им соответствуют не совпадающие матричные определения координат и импульса частицы). Это означает, что в квантовой механике измерения могут принимать вид точных высказываний, но, что еще важнее, в число ее суждений входят и вероятностные суждения, не сводимые (в силу самой формальной структуры квантовой механики) к таким высказываниям, которые бы уже не содержали никаких вероятностных величин. Таким образом, высказывания квантовой механики можно разделить на две группы: высказывания, к которым применим принцип причинности, и высказывания, к которым он не применим. Если принцип причинности сформулирован так, как это сделано выше, то именно ограниченность его применимости эмпирическим законам, а вовсе не отмена или отрицание действенности этого принципа отличает квантовую механику от классической физики. С этой формулировкой согласуется, на первый взгляд, также и определение принципа причинности фон Вейцзеккером. Он пишет: "Если известны некоторые факторы, определяющие состояние системы в данный момент, то можно вычислить и все те факторы предшествующих или последующих состояний, которые по законам классической физики находятся с ними в однозначной связи"[9]. Однако фон Вейцзеккер как раз не считает, что ограниченность применимости каузального принципа в квантовой механике отличает ее от классической физики (как было ранее сказано). Напротив, именно такая ограниченность их роднит. Ведь и в классической физике из-за погрешностей измерения и разного рода помех невозможно точно измерить и до конца познать все детерминирующие систему факторы. Различие заключается поэтому только в границах точного определения состояния системы. Но тем самым затушевывается тот факт, что ограничение, свойственное классической физике, радикально отличается от ограничения, накладываемого квантовой механикой, именно теми пределами, о которых говорит фон Вейцзеккер. Дело в том, что пределы точности измерений и информации в классической физике устанавливаются только практически, то есть всегда в принципе можно отодвигать или, наоборот, приближать эти пределы, тогда как в квантовой механике в согласии с принципом отношения неопределенностей эти пределы рассматриваются как принципиально непреодолимые. Поэтому, если в классической физике принцип причинности не имеет никаких фундаментальных ограничений, то в квантовой механике, напротив, он, по существу, применим только будучи ограниченным. В этом, как я полагаю, и состоит то различие между классической физикой и квантовой механикой, о котором шла речь выше.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-08; просмотров: 480; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.135.201.101 (0.01 с.) |