Детерминизм в физике и объективная реальность

Демокрит настолько был увлечён возможностью "сквозного" причинного объяснения мира, что объявлял всякого рода случайные события лишь субъективной иллюзией, порождённой незнанием подлинных причин происходящего. Знание же их, по убеждению Демокрита, превращает любую случайность в необходимость.

Б.Б. Виц, "Демокрит" [31, с. 62]

Основная проблема неклассической физики состоит, пожалуй, в том, что она лишает мир свойства быть объективной реальностью, делает его существенно зависящим от наблюдателя, то есть, по сути, — отрицает материальность мира и материалистический подход в науке. Все понятия и свойства тел становятся условными, относительными, неопределёнными. Относительным становится не только время, пространство, длина, масса, но даже понятие волна и частица. Поэтому, все кванторелятивистские теории вполне подходят под определение "релятивизма", — идеалистического учения, отрицающего возможность объективного познания действительности, вследствие якобы полной относительности наших знаний (§ 5.12). В самом деле, Эйнштейн, в своей теории относительности, ставит весь мир в подчинение наблюдателю: к нему всё привязано. Понятия ритма процессов, длины, массы и других индивидуальных характеристик тел, по Эйнштейну, уже не имеют смысла безотносительно к наблюдателю. Это — чистейшей воды субъективизм, отрицающий объективную реальность мира. Такая абсолютизация наблюдателя — это, по сути, возвращение к геоцентрической теории Аристотеля-Птолемея, ставивших в центр мира земного наблюдателя, относительно которого всё и вертелось. Совсем как Аристотель не мог себе представить, что Солнце "покоится", так же и Эйнштейн не мог представить "покоящегося" солнечного луча света, который якобы всегда должен двигаться относительно наблюдателя с одной и той же скоростью c, равно как с постоянной скоростью движется по кругу Солнце в системе Аристотеля. О том, что Эйнштейн свёл на нет достижение Коперника, говорил ещё век назад А.К. Тимирязев [25]. Именно абсолютизированный наблюдатель (или наблюдательный прибор) выступает во всех неклассических теориях как "Пуп Земли" и своими субъективными ощущениями задаёт физическую реальность.

Причём, Эйнштейн утверждает, что зависимость явлений от наблюдателя имеет характер не просто иллюзии, а реальности. Так, ранее был рассмотрен эффект Доплера и Ритца, говорящий об изменении частоты от движущегося источника (§ 1.10). Однако, это изменение носит лишь видимый, мнимый характер. Мы знаем, что реальная частота процессов в источнике, разумеется, не меняется при движении наблюдателя относительно источника. Источнику свойственна собственная, строго заданная частота. А, следуя Эйнштейну, можно было бы и в этом случае сказать, что в зависимости от движения источника и наблюдателя происходит реальное изменение частоты процессов источника. Причём, разные наблюдатели, движущиеся с разными скоростями, зарегистрируют разные частоты источника и, с релятивистских позиций Эйнштейна, все они будут правы. Ведь и здесь нет способа узнать реально или мнимо изменение хода времени. То есть, возникает неопределённость, многозначность, индетерминизм, "физическое беззаконие": источник не имеет одной, строго заданной частоты, — частота, время не существуют в объективной реальности, они относительны, в согласии с определением релятивизма и в противоречии с материалистической классической картиной мира. То же самое и с массой, длиной: эти физические свойства теряют определённость, размываются и ставятся в зависимость от наблюдателя. В этом суть СТО. Тем самым, Эйнштейн сам идёт против детерминизма (однозначности физических значений, связанных жёсткой причинно-следственной связью), который он отстаивал, когда критиковал квантовую механику, отрицающую классический принцип причинности: принцип причинной, исторической обусловленности, закономерности всех явлений.

Могут возразить, что в такой относительности, зависимости явлений от наблюдателя нет ничего странного. Так, в книге Мартина Гарднера "Относительность для миллионов" [37] приведён такой пример: два человека равного роста смотрят друг на друга через одну и ту же рассеивающую линзу, отчего каждому кажется, что другой меньше, и в этом нет противоречия. Поэтому, точно так же, каждому из двух движущихся наблюдателей вполне может казаться, что другой короче и что частота тиканья часов у другого меньше. Но существенно то, что теория относительности указывает на реальность подобных изменений, тогда как мы знаем, что это просто фокус, иллюзия. Через линзу мы видим не сам предмет, а, лишь, — его увеличенное, искажённое изображение (§ 1.12), тогда как, истинные размеры предмета остаются неизменными, существуя в объективной реальности. Точно так же, при движении не меняется и ритм времени наблюдаемого объекта, сохраняя своё стандартное значение. У Эйнштейна же объективная физическая реальность не существует, и весь мир — это лишь субъективное восприятие, своё для каждого наблюдателя и прибора. А это есть субъективизм, идеализм, просто, — физический, завуалированный, поскольку в качестве познающего субъекта выступает уже не только человек, но и физический измерительный прибор.

С ещё большими нарушениями детерминизма и попранием объективной реальности сталкиваемся в квантовой механике. Каждая частица оказывается размыта в форме тумана неопределённости, причём, не просто распылена в каком-то объёме, а, по принципу неопределённости Гейзенберга, может находиться в каждой точке с некоторой вероятностью. Определить, в какой точке будет обнаружен, например, электрон, принципиально невозможно, в отличие от известных примеров случайных вероятностных процессов (бросание монет, костей, движения броуновских частиц). Причём, опять же, это свойство оказывается напрямую связано с наблюдателем. В зависимости от скорости движения частицы относительно наблюдателя, её положение оказывается более или менее размытым. Кроме того, относительным становится и само понятие "частица". В зависимости от системы отсчёта и наблюдателя, объект оказывается то волной, то частицей. Мы не только не можем определённо сказать, где находится в данный момент частица, но даже не можем толком указать частица ли это или волна. Это — полный индетерминизм, неопределённость, лишающая мир всех физических свойств и, прежде всего, свойства быть объективной реальностью, независимой от наблюдателя.

Именно с приходом принципа неопределённости Гейзенберга, индетерминизм, противоречащий духу материалистической науки, достиг своего апогея в физике. Не случайно, сам Гейзенберг был сторонником идеализма, который и привнёс в физику [156]. Ритц убедительно показал, в пику Эйнштейну и Гейзенбергу, что энергия локализована, что поведение атома и движение электронов в нём подчиняется законам классической механики: оно жёстко детерминировано. В то же время, именно теория Ритца позволила дать классическую трактовку принципу неопределённости Гейзенберга. Так, модель Ритца показывает, что заряд электрона и впрямь может быть "размазан" в пределах некой сферы распада, что классически объясняет эффекты туннелирования (§ 3.18). Но эта "размытость" имеет классическую природу: электрон имеет структуру, состоит из мелких частиц, летающих и делящихся в пределах его сферы. При этом, положение и движение каждой частицы в любой момент строго определено. Так же и облако атомов, электронов можно считать размытым, не имеющим чётких границ, но эта "размытость" — классическая, связанная с усреднением по времени случайного движения частиц.

Кроме того, ещё Р. Фритциус показал, что, согласно Ритцу, электрон в атоме под действием ударов реонов, испущенных ядром, должен дёргаться, дрожать: его движение становится сложным, случайным. Электрон, подобно броуновской частице в сосуде, начинает беспорядочно метаться в пределах некой области атома, имея неопределённое положение и энергию. Но, при этом, в каждый момент времени можно точно зафиксировать его мгновенную координату, скорость и энергию: тут нет принципиальных ограничений. Случайные тепловые блуждания электрона и действие ударов реонов ведут к тому, что в некоторые моменты энергия электрона и образованных из электронов частиц может превысить высоту потенциального барьера, отчего частицы его преодолевают и отрываются (§ 3.14, § 4.12). Дрожанием электронов в атоме от ударов реонов можно объяснить и естественную ширину спектральных линий, тоже связанную с принципом неопределённости (§ 3.4). Выходит, эти и другие "квантовые" явления можно объяснить без нелепого индетерминизма, а — вполне рационально и классически, если только распространить принципы статистической молекулярной физики, в том числе, принцип вероятностной необратимости, — на явления электродинамики, как предлагал ещё Ритц в споре с Эйнштейном [161].

Против индетерминизма, неопределённости, восставали все прогрессивные учёные, вспомним того же Столетова, который ещё накануне пришествия квантовой механики стал на борьбу с нематериалистическими, энергетическими веяниями в науке (§ 4.3, § 5.14). Но и задолго до этого отстаивал детерминизм первый учёный-материалист Демокрит. Этот древнегреческий атомист отрицал индетерминизм не из глупого страха перед случайностью явлений. Напротив, именно Демокрит, а за ним Эпикур и Лукреций ввели в физику случайное, вероятностное движение броуновских частиц под действием беспорядочных ударов атомов, — спонтанное механическое развитие процессов, независимое от воли богов. Именно эти древние атомисты, как отмечал С. Вавилов, предугадали принцип неопределённости, объяснив его классическими причинами. Однако, все они понимали, что за этой случайностью стоит жёсткий порядок, причинно-следственная взаимосвязь явлений. Демокрит утверждал, что не существует реальной неопределённости, и все случайности лишь кажутся таковыми, поскольку мы не знаем исходных условий, связи явлений [31]. Так, подбрасывая монетку, игральную кость, мы не знаем, какой стороной она упадёт, но — не потому, что это совершенно случайное, неопределённое событие, а потому что мы не знаем начальных условий её запуска (которые задаём бессистемно, произвольно). Зная же направление, скорость броска и скорость вращения жребия при запуске, можно точно рассчитать, что именно выпадет на основании законов механики и аэродинамики. Ещё Лаплас отмечал, что, обладая знанием скоростей и координат всех частиц мира, можно, на основании законов механики, как угодно точно вычислить их последующие положения, то есть предсказать будущее, сколь угодно отдалённое. Итак, по Демокриту нет случайностей: все случайности — это неизбежное следствие предшествующих событий. Поэтому, частица, скажем, электрон, имеющий некоторую начальную скорость и положение, всегда попадёт в строго определённую щель или предопределённое место на экране, даже если мы не знаем его исходных характеристик (§ 4.10).

Порой утверждают, что весь этот релятивизм и индетерминизм — это лишь продолжение программы Демокрита, Коперника, Галилея и Ньютона. Именно Демокрит, а затем и Коперник с Галилеем ввели в механику кинематический принцип относительности, показав относительность понятия скорости. То есть, если предмет движется в одной системе с заданной скоростью, то в другой системе, движущейся относительно первой, скорость предмета будет иной. Иллюзорность абсолютного движения окружающих предметов для наблюдателя на корабле отмечали ещё Демокрит и Лукреций (см. эпиграф § 2.19). Так же и Коперник показал, что видимое движение Солнца по небу не обязательно свидетельствует о его движении, и, в действительности, движется, вращается Земля. В этом суть кинематического принципа относительности и баллистического принципа в БТР. Но это никоим образом не лишает мир объективной реальности, а, как раз, — утверждает её. Нет ничего странного в том, что с разных точек зрения, разными наблюдателями всё видится по-разному: если первому одни предметы кажутся ближе, быстрее, то второму — другие.

При этом Демокрит, Коперник и Галилей в один голос утверждают, что все такие, воспринимаемые наблюдателем, движения звёзд и планет по небесной сфере — это лишь видимость, иллюзия, созданная вращением Земли. Существует чёткий вариант взаимного положения и движения тел, — существует объективная реальность, по-разному воспринимаемая разными людьми. А неклассические теории относительности и квантовой механики, напротив, вернули к воззрениям Птолемея-Аристотеля, приписав видимости — статус реальности, абсолютизировав наблюдателя. Не зря, выходит, А.К. Тимирязев обвинял Эйнштейна, который обесценил своей теорией — творение Коперника, жертву Бруно, подвиг Галилея. Что же касается скорости, то относительность этого понятия следует, в отличие от относительности массы, длины и времени, уже из определения: скорость вводится как отношение смещения в пространстве ко времени этого смещения. Естественно, что по-разному движущимся наблюдателям, относительно которых это смещение разное, и скорость тел представляется различной. Важно, что существует одна единственная скорость движения тела относительно выбранной определённым образом системы отсчёта. Во всём мироздании соблюдается чёткий единый план, общий строй, строгий порядок, закономерность и последовательность явлений, то что называют "детерминизмом".

Итак, неклассические теории навязывают нам нематериалистические, иррациональные, мистические взгляды, индетерминизм и релятивизм, отвергая объективную реальность. Весь мир неклассической физики XX века — это комната смеха, королевство кривых зеркал. И нас призывают считать реальными не истинные виды предмета, а его кривые, изогнутые изображения, видимые разными наблюдателями в разных зеркалах. В таких зеркалах медленно идущие процессы кажутся быстротекущими и наоборот; большое кажется малым и обратно; кривое выглядит прямым, а прямое — скошенным; короткая палка, частица, — представляется вытянутой и волнистой, а волна выглядит прямой, как стрела, или точечной. А, хуже всего, что именно эти ложные искривлённые изображения и мнения наблюдателей нас и призывают считать за образец красоты и истинности, как в повести В. Губарева "Королевство кривых зеркал". Разумеется, такой подход к явлениям мира нельзя считать научным.

В мире, на самом деле, властвует детерминизм: все тела и частицы имеют в каждый момент времени строго определённые координаты и физические свойства. Благодаря этому, как верно заметил "смеющийся философ" Демокрит, а также герой комедийно-философского фильма "Трасса 60": "любое случайное событие является в действительности закономерным и предопределённым, иначе бы оно не произошло". Далее покажем, как на основании этого строго детерминистического, научного подхода и чётко заданного в рамках БТР положения частиц в атомах и кристаллах объясняются различные феномены и свойства физических субстанций и твёрдых тел.