Это квантовая нелокальность и темные материя и энергия

В 1913 - 1921 гг. на основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н. Бор создает модель атома, разработка которой ведется в соответствии с периодической системой элементов Д.И. Менделеева.

Эти открытия произвели революцию в физике и во всем естествознании. Все прежние представления о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени, оказались опровергнутыми.

Это привело к кризису физики и всего естествознания. На исходе третьего десятилетия XX века практически все главнейшие постулаты, ранее выдвинутые наукой, оказались опровергнутыми.

В их число входили представления

· об атомах как твердых, неделимых и раздельных «кирпичиках» матери и, Ньютоновские твердые атомы, как ныне выяснилось, почти целиком заполнены пустотой. Твердое вещество не является больше важнейшей природной субстанцией. Вещество и энергия оказались связанными. E=mc².

· о времени и пространстве как независимых абсолютах, Трехмерное пространство и одномерное время превратились в относительные проявления четырехмерного пространственно-временного континуума. Время течет по-разному для тех, кто движется с разной скоростью. Вблизи тяжелых предметов время замедляется, а при определенных обстоятельствах оно может и совсем остановиться.

· о строгой причинной обусловленности всех явлений и о возможности объективного наблюдения природы. Субатомные феномены обнаруживают себя и как частицы, и как волны, демонстрируя свою двойственную природу. Стало невозможным одновременно определить местоположение частицы и измерить ее скорость. В квантовой механике измерение необратимо изменяет свойства объекта.

Началом нового этапа революции было создание электронно-вычислительных машин и кибернетики.

Также в этот период наряду с физикой стали лидировать химия, биология и цикл наук о Земле.

В последние время на нас надвигается новая революция в естествознании, последствия которой нельзя предсказать.

Неожиданные экспериментальные результаты в квантовой физике астрономии снова перевернули наше представление о мире, в котором мы живем.

Эйнштейн не верил в вероятностный принцип квантовой механики. В 1935 г. Эйнштейн Подольский и Розен придумали мысленный эксперимент, при выполнении которого можно было опровергнуть соотношение неопредеоенности. Однако мир оказался гораздо фантастичнее, чем это представлялось величайшему из физиков!

Одним из важнейших принципов квантовой механики стал принцип неопределенности, сформулированный в 1927 г. Гейзенбергом. Из квантовой механики вытекает, что у квантовых объектов нельзя одновременно точно измерить координаты и импульс, энергию и время, и целый ряд других параметров.

Dp×Dx = h. DE×Dt = h.

Если мы точно измеряем один из параметров, неопределенность второго равна бесконечности. Экспериментатор, измерив координату или импульс сам определяет, какими характеристиками обладает частица. Оказывается, что наличие у частицы точно определенных положения в пространстве или импульса зависит не от самой частицы, а от экспериментатора, от человека.

Именно такой точки зрения, отсутствия реальных свойств квантовых объектов до их измерения, придерживались Н. Бор и его последователи.

Это очень не нравилось Эйнштейну, который придумал мысленный эксперимент, призванный опровергнуть принцип неопределенности и доказать, что свойства частиц существуют объективно, независимо от наблюдателя.

Этот мысленный эксперимент получил название Парадокс Эйнштейна-Подольского Розена. Было предложено проводить одновременно наблюдение за двумя частицами? Например, после столкновения двух частиц импульс одной можно измерить, а импульс второй — рассчитать из закона сохранения импульса.

Затем можно измерить координаты второй частицы. Тем самым для второй частицы будут известны одновременно координаты и импульс. Соотношение неопределенности, таким образом, рухнет. Этот мысленный эксперимент и казался Эйнштейну опровержением квантовой механики. Неопределенностей соотношение — положение квантовой теории, утверждающее, что любая физическая система не может находиться в состояниях, в которых координаты ее центра инерции и импульс одновременно принимают точные значения.

Однако здесь заложено предположение, что в момент измерения импульса первой частицы она никак не может передать информацию об этом второй частице, так как при этом они могут находиться на огромном расстоянии, когда никакого «обычного» взаимодействия между ними уже нет. Эйнштейн исходил из привычных представлений, которые в настоящее время именуются локальным реализмом:

· · физические свойства системы (например, поляризация фотона) существуют сами по себе, они объективны и не зависят от измерения;

· · измерение одной системы не влияет на результат измерения другой системы.

· Отсюда вывод: поведение невзаимодействующей с окружением системы зависит лишь от условий в более ранние моменты времени

Эти выводы и составляют основу так называемых локальных объективных теорий. Все они требуют введения дополнительных, так называемых «скрытых» параметров, в силу неизвестности которых и возникает кажущаяся непредсказуемость результатов отдельного измерения. То есть, будь эти параметры нам известны, мы бы могли точно сказать, пройдет отдельно взятый фотон через поляризационный анализатор или нет.

Наоборот, выполнение принципа неопределенности формально означало бы, что между частицами существует мгновенная связь с бесконечной скоростью передачи информации. Эту связь Эйнштейн именовал «телепатической», не веря в ее существование. Он и другие сторонники локального реализма при помощи скрытых параметров или как-то иначе пытались свести квантовую нелокальность к привычным представлениям локального реализма.

Таким образом, уже тогда, во времена Эйнштейна, возник вопрос, каков же на самом деле окружающий мир? Этот вопрос долгое время оставался предметом философских спекуляций,

однако в 1964 году Джон Белл сформулировал теорему, доказывающую возможность отличить предсказания теорий, основанных на локальности и детерминизме, от предсказаний нелокальной теории (квантовой механики). Соответственно, так называемые неравенства Белла позволяют ответить на вопрос о том, какая из теорий справедлива, исходя из анализа результатов эксперимента. Нарушение этих неравенств означает невозможность описать систему классическим образом.

Ответ на вопрос о том, в каком мире мы живем, и ответ именно в пользу нелокальности мира, был получен в 1982 году в историческом эксперименте группы Алена Аспекта, проведенном в Парижском университете.

Дата добавления: 2014-01-11