КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ВОЛНОВОЙ ФУНКЦИИ И АТРОФИЯ У ЧАСТИ УЧЕНЫХ ФУНКЦИИ ОБЪЯСНЕНИЯ

Годарев-Лозовский М. Г. Российская Федерация, Санкт-Петербург Смольный институт Российской Академии Образования godarev-lozovsky@yandex.ru

KINEMATIC INTERPRETATION OF THE WAVE FUNCTION AND ATROPHY OF THE EXPLANATORY FUNCTION IN SOME SCIENTISTS

Godarev-Lozovski M. G. Russian Federation, Saint-Petersburg Smolny Institute of the Russian Academy of Education

«Вестник психофизиологии» №3

2019

Abstract. In the theses of the report from the standpoint of the explanatory function of science, the currently dominant statistical interpretation of the wave function of M. Born is considered. A variant of the development of this philosophical interpretation is proposed, which explains the movement in space and time of an individual quantum micro-object and in the most general form mathematically describes its tunneling. The meta-scientific principle, which is the basis of a new, kinematic interpretation of the wave function, is formulated. The problem of "atrophy of the function of explanation" of quantum mechanics in some scientists and the possibility of psychophysiology to contribute to the solution of this problem is pointed out. Key words: space, time, motion, non-vector nature, material medium, numerical set, explanatory function. Ключевые слова: пространство, время, движение, бестраекторность, материальная среда, числовое множество, функция объяснения.

Мы полагаем, что сейчас в науке превалирует описание в ущерб объяснению. Вот как Р. Опенгеймер охарактеризовал понимание физиками движения микрообъекта: "На вопрос остается ли положение электрона всегда одним и тем же, мы должны ответить нет, на вопрос меняется ли положение электрона со временем, мы должны ответить нет. На вопрос является ли он неподвижным, мы должны ответить нет, на вопрос, находится ли он в движении, мы должны ответить нет". Нобелевский лауреат Р. Фейнман констатировал: "Квантовую механику никто не понимает…". Как результат недостаточного понимания и объяснения учеными реальности сегодня актуальна "никакая" интерпретация квантовой механики Д. Мермина: "Заткнись и считай!". Однако подобное положение дел в науке оскорбительно для пытливого и ищущего ума. 1. Традиционная статистическая интерпретация волновой функции и ее развитие "Волновая механика оперирует с волновой функцией Ψ, которую, по крайней мере, в случае одной частицы, можно наглядно изобразить в пространстве" [1, с. 308]. Известно, что математическое выражение, описывающее, в частности, волну деБройля, называется волновой функцией. В общем случае волновая функция Ψ (x, y, z, t) зависит от трех пространственных переменных и времени. Если физик знает условия, в которых микрообъект двигается, то он может решить уравнение Шредингера и узнать функцию Ψ. Волновая функция исчерпывающе описывает потенцию состояний микрообъекта и с помощью математических операторов показывает, какие значения могут принимать связанные с частицей физические величины. Это означает, что квантовая механика позволяет определить не сами координаты, а лишь вероятность того, что координаты частицы лежат внутри определенного интервала. Известный философ физики А. Ю. Севальников отмечает, что волновая функция определяется на конфигурационном пространстве системы и является вектором бесконечномерного гильбертова пространства. Севальников также полагает, что если волновая функция является не просто абстрактным математическим конструктом, а имеет некоторый референт в бытии, то необходимо сделать вывод о ее "инобытийности", непринадлежности к актуальному четырехмерному пространству-времени. Не случайно, по его мнению, сама волновая функция определена не в реальном пространстве-времени, а задана на так называемом конфигурационном пространстве системы, т. е. фактически на пространстве ее возможных состояний. Мы отметим общепринятое в настоящее время убеждение физиков, что волновая функция исчерпывающе описывает физическое состояние квантовой системы. Однако известно, что статистическая интерпретация в ее традиционной форме ничего не утверждает о кинематике микрообъекта, т. е. о его "квантовых скачках координат". Предлагаемая кинематическая интерпретация волновой функции строится в рамках статистической интерпретации М. Борна, сохраняя все ее характерные признаки, а именно: полноту описания при помощи Ψ; наличие физического смысла у |Ψ|2; комплекснозначность Ψ и т. д. Отправным пунктом новой интерпретации служат следующие рассуждения. Если бы

«Вестник психофизиологии» №3

2019

время было непрерывным, то его движение по несчетному множеству собственных значений логически отсутствовало бы. Однако время является динамической величиной, принимающей ряд дискретных значений. К тому же время - это переменная величина, которая при изменении принимает только рациональные значения, а реальное пространство - континуально, и никакая переменная величина, характеризующая движение в пространстве, не может принимать континуум значений. Множество точек отрезка реального непрерывного пространства соответствует несчетному множеству, а множество точек времени соответствует счетному множеству потому, что только временные (но не пространственные!) точки подчиняются отношению "следует за". Эти рассуждения объясняют бестраекторность движения микрообъекта в пространстве и траекторность его движения во времени. 2. Тезисы кинематической интерпретации волновой функции Тезис № 1: скрытые параметры темпорального движения микрообъекта отсутствуют. Атемпоральность движения квантового микрообъекта связана с наличием в уравнении Шредингера мнимого коэффициента при производной от пути по времени, т. е. с отсутствием классической скорости у квантовой частицы и с отсутствием вектора скорости в определении импульса микрообъекта. "…В квантовой механике не существует понятия скорости частицы в классическом смысле, т. е. как предела, к которому стремится разность координат в два момента времени деленная на интервал между этими моментами" [4, с.17]. Тезис № 2: скрытые параметры траекторного движения микрообъекта отсутствуют. Бестраекторность квантового микрообъекта связана с неравенствами Гейзенберга, в соответствии с которыми у квантового микрообъекта в следующий за измерением сколь угодно малый промежуток времени присутствует неопределенность координаты (в пределе неопределенность координаты частицы может быть сколь угодно велика). Тезис № 3: Имеющая математический смысл комплекснозначности, волновая функция Ψ исчерпывающе описывает квантовую систему (в т. ч. движение микрообъекта), а квадрат ее модуля |Ψ|2 имеет физический смысл плотности вероятности обнаружения частицы в некотором объеме пространства. При этом имеющее метафизический смысл движение квантового микрообъекта математически мнимо. Поясняющая интерпретацию аксиома: у квантового микрообъекта недостаточно элементов счетного множества времени, чтобы двигаться темпорально, и избыток элементов несчетного множества пространства, чтобы двигаться траекторно, поэтому его движение мнимо. 3. Возможное описание квантового туннельного эффекта на основе предлагаемой интерпретации Л. Келдыш в течение всей жизни занимался изучением туннельного эффекта, который, по его мнению, является следствием уравнения Шредингера, но этим уравнением не описывается [3, с. 1059-1072]. Это означает, что туннелирование, не имея математического описания, пусть в самом общем виде, но все же нуждается в таком описании. Мы допустим, что: 1) микрообъект имеет вещественные значения момента времени и координаты в окрестности точки (-1) непосредственно до туннелирования; 2) микрообъект приобретает новые вещественные значения момента времени и координаты в окрестности точки 1 непосредственно после туннелирования; 3) мнимые единицы i; -i интерпретируются, соответственно, как потенция и актуализированность туннелирования микрообъекта. Предлагается следующая онтологическая интерпретация элементарного перемещения микрообъекта при туннелировании. Физическое взаимодействие в прошлый необратимый момент времени, характеризуемое числом (-1), порождает потенцию и актуализированность последующего перемещения микрообъекта, описываемые как извлечение из этого числа квадратных корней, т. е. √ -1, с результатами i; -i; умножение потенции на актуализированность т. е. i · (-i), в свою очередь, порождает новое физическое взаимодействие микрообъекта со средой на новом месте, в будущий момент времени,

«Вестник психофизиологии» №3

2019

характеризуемое числом 1. При этом приращение от одной точки к другой на оси времени означает, что мы перешли от одной точки в соседнюю, непосредственно следующую за предыдущей. Однако приращение от одной точки к другой в непрерывном пространстве означает, что мы перескочили через несчетное множество промежуточных точек. Напомним, что предлагаемую конструкцию мы строим, исходя из представления о мнимой единице как элементе множества движений в пространстве. 4. Метатеоретический принцип соответствия как основание кинематической интерпретации В мире все связано со всем, он един и "не роскошествует излишними причинами". По известному выражению Е. Вигнера: "непостижимая эффективность математики в естествознании" связана, как мы полагаем с тем, что физика и математика имеют единое основание - теорию множеств. Необходимо также учитывать онтологический принцип различения: существует то, что имеет различие, ведь всякому феномену соответствует своя мера. Формулировка принципа соответствия. Конкретному понятию соответствует определенное числовое множество, как то: времени соответствует всюду плотное множество рациональных чисел, между разделенными классами которых существуют пробелы. При этом отрицательные числа соответствуют прошлому, а положительные - будущему. Физическим взаимодействиям соответствует нигде не плотное множество целых чисел, между разделенными классами которых существуют скачки. При этом 0 соответствует отсутствию взаимодействий при отсутствии течения времени. Материальной мировой среде соответствует множество иррациональных чисел; заполненному пространству - действительных, а мысленно освобожденному - актуально бесконечно малая (большая) в нестандартном анализе; и, наконец, движению соответствует множество чисто мнимых чисел и кватернионов [2, с. 46-48]. Следует разъяснить, что математически несчетные множества пространства и среды при сечении между верхним и нижним классами не имеют ни скачков, ни пробелов. У счетного множества времени пробелы связаны с невозможностью локализовать во времени элементарное перемещение микрообъекта. Счетное множество взаимодействий математически имеет скачки, но не имеет пробелов, т. к. сами взаимодействия вполне локализуемы во времени. 5. Общие рассуждения Лауреат Нобелевской премии по физике С. Вайнберг настаивает на том, что философские принципы не обеспечивают физиков правильными убеждениями. По его мнению, в поисках окончательной теории физики напоминают скорее собак, которые носятся, вынюхивая все вокруг в поисках следов красоты, которую надеются обнаружить, не уподобляясь зорким орлам, то есть, не глядя с вершин философии. Оставим аналогию С. Вайнберга без комментариев. Известный популяризатор науки Д. Данин писал о том, что соотношение неопределенностей - не собственность Гейзенберга, а волны вероятности - не собственность Борна, и философские мнения первооткрывателей по поводу их открытий решительно ни для кого не обязательны. Нередко - это просто плоды бесполезной работы "не по специальности". Мы полагаем, что в немалой степени психологические особенности труда ученых, связанные с привычкой к дифференцированию знания, ориентацией на авторитеты и конвенционализм, не позволяли в течение почти столетия развивать господствующую интерпретацию волновой функции и, соответственно, не позволяли обогатить научную картину мира. Психофизиология призвана ответить на многие трудные вопросы, связанные с психологией и социологией познания. И один из главных вопросов, который стоит перед этой наукой - как активизировать естественную потребность мыслящих ученых объяснять реальность? Литература: 1. Борн М. Физика в жизни моего поколения. М.: Изд. иностранной литературы, 1963. 465 с.

«Вестник психофизиологии» №3

2019

2. Годарев-Лозовский М. Г. Числовая определенность фундаментальных понятий на основе решения апорий Зенона в натурфилософии исламского мыслителя Ибрахима ибн Саййар ан-Наззама. Россия-Сирия. Гуманитарный диалог во имя сохранения традиционных ценностей в современном мире. Материалы 2-й междунар. научно-практ. конф. СПб, 2018. 245 с. 3. Келдыш Л. В. Динамическое туннелирование // Вестник Российской академии наук, 86(12). 2016. 4. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. М.: Гос. изд-во физикоматематической литературы, 1963. 702 с.