Николай Кудрявец
Взгляд со стороны. Естествознание и религия

Предисловие

Известно, что физическая гимнастика развивает тело и благотворно влияет на весь организм. Мы (автор и используемые им источники) предлагаем читателю интеллектуальную гимнастику и надеемся, что она в определённой мере оздоровит мышление читателя.

На фактическом материале будет показано, что наука, несмотря на всё могущество, так и не смогла ответить на главный вопрос, который волнует всех без исключения, – откуда всё произошло.

Мы также покажем, что современная эволюционная теория, построенная на фундаменте естественного отбора и случайно возникающих мутаций, является искусственной конструкцией и не в состоянии объяснить главное в эволюционном процессе – почему возник человек.

Читателю будет представлена информационная гипотеза возникновения Вселенной и жизни на Земле. Предлагаемая гипотеза позволит посмотреть на всё происходящие вокруг с новой, нетрадиционной стороны.

При изложении материала мы старались по возможности не допускать тенденциозности при подаче информации, взятой из интернет-сайтов, и, как правило, всегда отсылали читателя к первоисточнику или публикациям, не вызывающим у нас сомнения.

Многочисленные ссылки позволяют читателю проверить объективность подаваемой информации и, при желании, более подробно ознакомиться с представленными в книге материалами, заимствованными из интернет-ресурсов.

Квантовый мир и движение

Движение всё, конечная цель – ничто.

Э. Бернштейн

Рассмотрим знаменитую апорию (парадокс) Зенона: «Ахиллес и черепаха». Суть её в том, что быстроногий Ахиллес никогда не догонит черепаху, если она в начале движения находится впереди Ахиллеса. За время, которое затратит Ахиллес, чтобы догнать черепаху, она проползёт определённое расстояние. За время, которое Ахиллес пробежит этот отрезок пути, черепаха удалится от него ещё на некоторое расстояние. И так далее до бесконечности.

За два тысячелетия было множество разных подходов к разрешению данной апории. В качестве примера приведём один из способов её разрешения, предложенный доктором философии В. И. Шалак.

«Действительно ли рассуждения Зенона настолько безупречны, что фиксируют реальное противоречие между нашим понятийным аппаратом и нашим же чувственным опытом?» – формулирует главный свой вопрос Шалак. Затем он детально анализирует принципиальное отличие апории от парадокса, приводит определённые математические выкладки. И как итог – безапелляционный приговор: «Апория "Ахиллес и черепаха" – это не апория».

В заключение своего трактата Шалак делает резюме: «Часто можно услышать утверждения о том, что апории имеют дело с глубинными свойствами физического пространства и времени. Мы с этим не согласны, так как полагаем, что проблема апорий движения Зенона имеет чисто логические корни. <…> Кажется удивительным, как много усилий было потрачено на решение апорий путём обсуждения свойств пространства и времени и как редко обращались к их логическому анализу, который просто по определению должен был быть первичным»[1].

Всё до банальности просто и понятно у доктора философии РАН: нет апории, нет и проблемы. Логический анализ первичен, физические законы вторичны.

Предположим, зарыл логикой глубокоуважаемый профессор, как страус в песок, голову проблемы, но сама проблема от этого не исчезла. И абсолютно неважно, как её обзывать – парадоксом, апорией или ещё чем-нибудь.

Приведём мнения других учёных.

Британский философ и математик Бертран Рассел считал, что апории Зенона «в той или иной форме затрагивают основания почти всех теорий пространства, времени и бесконечности, предлагавшихся с его времени до наших дней».

Комментарий американского математика Мориса Клайна по поводу апорий Зенона: «Важно отчётливо сознавать, что природа и математическое описание природы – не одно и то же. Причём различие обусловлено не только тем, что математика представляет собой идеализацию… Природа, возможно, отличается несравненно большей сложностью, или структура её не обладает особой правильностью».

По мнению математика Рихарда Куранта и писателя Гарольда Роббинса, для разрешения парадокса необходимо существенно углубить наше понимание физического движения.

Математики Давид Гильберт и Пауль Бернайс в монографии «Основания математики» пишут: «Обычно этот парадокс пытаются обойти рассуждением о том, что сумма бесконечного числа этих временных интервалов всё-таки сходится и таким образом даёт конечный промежуток времени. Однако это рассуждение абсолютно не затрагивает один существенно парадоксальный момент, а именно парадокс, заключающийся в том, что некая бесконечная последовательность следующих друг за другом событий, последовательность, завершаемость которой мы не можем себе даже представить (не только физически, но хотя бы в принципе), на самом деле всё-таки должна завершиться»[2].

Принципиальная незавершённость рассматриваемой последовательности состоит в отсутствии последнего элемента. Сколько бы раз мы ни указывали очередные элементы последовательности, всегда у нас будет возможность указать и следующий за очередным её элемент.

Обсуждения апории Зенона продолжаются и в настоящее время, но строгого решения так и не найдено. И это несмотря на всю очевидность, что Ахиллес догонит черепаху. Оказывается, привычное для нас представление о движении не имеет ничего общего с реальностью. И Зенон в своей апории ставит философский вопрос о возможности движения вообще. Он опровергает движение на основании непрерывности, следовательно, и бесконечной делимости пространства и времени.

Если рассматривать движение с позиций диалектического материализма, движение – это объективный способ существования материи, её абсолютный неотъемлемый атрибут.

Классическая механика рассматривает движение как изменение во времени взаимного расположения тел в пространстве. Но сама сущность движения при этом остаётся совершенно неясной.

Как можно объяснить, что какое-то тело, находящееся в определённой точке пространства, вдруг полностью исчезло и появилось в другой точке пространства? Здесь уместно привести известную сентенцию Гегеля: «Когда мы желаем уяснить себе вообще движение, мы говорим, что тело находится в одном месте, а затем идёт в другое место. Во время движения оно уже не находится в первом месте, но вместе с тем ещё не находится во втором месте… Но двигаться означает быть в данном месте и в то же время не быть в нём, – следовательно, находиться в обоих местах одновременно; в этом состоит непрерывность времени и пространства, которая единственно только и делает возможным движение»[3].

Для уяснения физической сущности движения необходимо знать как природу массы, так и свойство пространства-времени, в котором осуществляется движение. Но современная физика достоверно не знает ни природу массы, ни природу пространства-времени.

Природа массы – одна из важнейших ещё не решённых задач физики. В квантовой теории масса элементарной частицы определяется полями, которые с ней связаны (электромагнитным, ядерным и другими). Однако количественная теория массы ещё не создана. Отсутствует и теория, объясняющая, почему массы элементарных частиц образуют дискретный спектр значений, и тем более позволяющая определить этот спектр[4].

Классическая теория, описывая гравитацию, использует геометрию непрерывного пространства-времени. Квантовое описание гравитационного поля требует дискретности как пространства, так и времени. Но все попытки представить пространство и время дискретными наталкиваются на непреодолимые трудности.

Сложность состоит в том, что классическая теория гравитации, в отличие от квантовых теорий, описывает не физические поля в пространстве-времени, а собственно пространство-время. В общей теории относительности (ОТО) пространство-время выступает как динамическая переменная, в то время как большинство квантовых теорий представляет пространство как внешний фиксированный фон. Из-за этого физический смысл квантования пространства становится совершенно непонятным.

В 60-х гг. американские физики-теоретики Ричард Фейнман и Брайс Девитт решили проквантовать гравитацию, используя уже известные приёмы, позволившие перенести электромагнетизм в квантовую электродинамику. В итоге при экстраполяции на высокие энергии теория выдавала бесконечное количество бесконечностей. Но так как гравитация относится к слабым взаимодействиям, то, в большинстве случаев, квантовая физика ею просто пренебрегает[5].

Основные направления на пути к построению квантовой гравитации – это теория струн и петлевая квантовая гравитация. В теории струн все элементарные частицы рождаются из вакуума при вибрации воображаемых струн, имеющих бесконечно малую толщину и протяжённостью порядка 10–35 метра.

Теория петлевой квантовой гравитации наделяет пространство и время дискретностью. Элементарные ячейки пространства определённым образом взаимосвязаны друг с другом, и это создаёт прерывистую структуру пространства. С увеличением масштабов она плавно переходит в привычное для нас непрерывное пространство-время.

Выполненный группой физиков из Франции, Италии и Испании анализ данных съёмки космического телескопа Integral не подтвердил существующую в современных теориях дискретность пространства (см. «Генетический Код Вселенной»).

Один из создателей петлевой квантовой теории гравитации Карло Ровелли в своей научно-популярной книге, посвящённой времени, утверждает, что мир состоит не из вещей, а из событий, для описания которых время не нужно. Физика, описывая события, в своих математических формулах может вообще обходиться без таких понятий, как время, утверждает Ровелли[6].

Такой вывод исходит из концепции, что законы физики не отражают внутренние изменения, происходящие в системе. Они описывают события, поэтому во всех уравнениях физики можно направлять время как в будущее, так и в прошлое. Такая особенность физических законов называется симметрией во времени (Т-симметрией). Математические уравнения, описывающие наш реальный мир, применимы как для времени, движущегося в прошлое, так и для времени, направленного в будущее.

В 1967 г. два американских физика, Джон Уилер из Принстонского университета и Брайс Девитт из Университета Северной Каролины, разработали уравнение квантовой гравитации, в котором вообще отсутствует время. В соответствии с уравнением, четырёхмерный мир пространства-времени оказался в трёх измерениях. Время исчезло в теории квантовой гравитации, и четырёхмерная структура пространства-времени предстала в трёхмерной квантовой физике без времени[7].

Если классическая физика даже в мыслях не покушалась на универсальную переменную, изощрённый математический аппарат сумел избавиться от неудобного для учёных времени. Теоретическая физика, постоянно совершенствуя свой математический формализм, по своей сути, превратилась в математическую физику. Она всё больше и больше удаляется от реального и привычного для нас мира. Большинство выводов современных теорий «висят в воздухе» из-за невозможности их экспериментальной проверки даже в отдалённом будущем.

Но мы живём не в мире теоретической физики. И для нас время никуда не исчезло, а стрела времени не изменила своего движения из настоящего в будущее. Чтобы как-то сгладить противоречие между теоретической физикой и обыденной реальностью, учёные позаимствовали объяснение необратимости движения времени из классической физики.

Впервые в физику понятие времени ввела термодинамика. Но сделала она это в весьма своеобразной форме, сопоставив время с необратимым тепловым движением молекул. Как известно, тепло всегда и безвозвратно переходит от нагретых тел к более холодным. Такой процесс характеризуется возрастанием энтропии. Энтропия во многих случаях может объяснить стрелу времени. Она объясняет, почему осколки разбитого кувшина не собираются в целый кувшин или почему остывший чай самопроизвольно не нагревается. Но термодинамическая стрела времени не определяет для нас направление, которое мы воспринимаем как движение времени.

Рассматривая движение в квантовой механике, французский физик-теоретик Луи де Бройль выдвинул идею, согласно которой установленный для фотонов волновой характер распространения является универсальным. Согласно предположению де Бройля, волновые свойства частиц всегда проявляются при их движении (наличии ненулевого импульса).

Любой движущийся объект можно связать с волной λ, равной постоянной Планка (h = 6,6·10–34 Дж·сек), делённой на импульс p. Если частица, обладающая массой покоя, движется со скоростью намного меньшей скорости света (с ≈ 3·10⁸ м/сек), то её импульс р = mv и дебройлевская длина волны:

λ = h / mv.

Данное выражение квантовая физика рассматривает как математическое свидетельство корпускулярно-волнового дуализма частиц. В левой части формулы – длина волны, в правой части – масса частицы.

Волна де Бройля, или волна вероятности, имеет специфическую природу и не имеет аналога среди волн, которые изучает классическая физика. Она определяет плотность вероятности обнаружения частицы в конкретной точке пространства. Квадрат амплитуды волны показывает вероятность появления частицы в указанной точке.

В соответствии с квантовой теорией, для нерелятивистского электрона, медленно движущегося в сравнении со скоростью света и ускоренного разностью потенциалов в интервале от сотен до тысяч вольт, дебройлевская длина волны будет ≈10–10 метра, то есть одного порядка с размерами атомов и расстояниями между атомами и молекулами в твёрдых телах.

Для объекта величиной с пылинку массой m = 10–6 грамма и скоростью v = 1 мм/с длина волны де Бройля составит порядка 10–21 метра. Полученная длина меньше наименьшего известного в физике размера – радиуса ядра атома – на 7 порядков (в 10 млн раз).

Когда волна вероятности сопоставима с размерами области, в которой движется данная частица, волновые свойства её проявляются в значительной мере. Для электрона это размеры атома и расстояния между атомами в твёрдых телах. Для рассматриваемой пылинки её волновые свойства становятся настолько незначительными, что ими просто пренебрегают. Поэтому классическая нерелятивистская механика или механика Ньютона входит в релятивистскую и квантовую механику как приближённый предельный случай.

Подобие дуализму, свойственному квантовым объектам, при желании можно усмотреть в фазовых превращениях любого физического вещества. В зависимости от характера проводимых действий, например, изменяя температуру, мы можем превратить вещество в жидкое или твёрдое состояние, а тела аморфного строения, при определённых температурных условиях, могут одновременно пребывать в этих двух состояниях. Но если фазовые превращения вещества для нас привычное и полностью предсказуемое явление, то квантовый мир с его причудливым поведением для человеческого сознания представляется нереальным.

Отображение частицы одновременно и частицей, и волной невозможно сопоставить с реальным физическим объектом. Понимая это, датский физик-теоретик Нильс Бор, будучи директором института, приучал молодых учёных к мысли, что мир квантовой механики именно так устроен. С этим ничего не поделаешь и надо принимать квантовую механику такой, какая она есть.

Если в классической физике поле – это непрерывно распределённый в пространстве объект, то в квантовой теории поля все элементарные частицы являются квантами соответствующих полей. Наделив поля квантовой природой, квантовая теория совместила несовместимое для классической физики. Все элементарные частицы в один миг стали квантами соответствующих полей. На смену несопоставимым объектам в классической физике – полям и частицам – пришли единые физические объекты в виде полей в четырёхмерном пространстве-времени. Элементарное взаимодействие при этом рассматривается как взаимодействие полей в определённой точке пространства или превращение в этой точке одних частиц в другие. Вселенная стала состоять не из мельчайших частиц, а из множества различных полей: глюонного, кваркового, электронного, электромагнитного и т. д.

Гипотеза корпускулярно-волнового дуализма наталкивается на определённые трудности при объяснении поведения частиц в экспериментах с двумя щелями. Существуют и другие сложности у теоретической физики при представлении частицы одновременно частицей и волной. Всё это даёт почву усомниться в реальности корпускулярно-волнового дуализма.

«Физика должна быть больше, чем набор формул, которые предсказывают, что мы будем наблюдать в эксперименте; она должна давать картину того, какова реальность на самом деле», – утверждает американский физик-теоретик Ли Смолин[8]. Квантование полей в современной физике – математический приём, не имеющий ничего общего с реальностью. Несоответствие между реально происходящим событием и его математической моделью прекрасно демонстрирует математическое представление колебательного движения струны.

Движение струны музыкального инструмента в математическом описании сводится к решению дифференциального уравнения в частных производных. Это уравнение можно решить несколькими способами. Решение уравнения методом разделения переменных (методом Фурье) представляет колебание струны в виде колеблющегося бесконечного числа различных струн (математических волн), каждая из которых имеет свою частоту колебаний.

Разумеется, что представление колебания реальной струны в виде бесконечного числа колеблющихся виртуальных струн ничего общего с реальным физическим процессом не имеет. Тем не менее метод Фурье имеет огромное практическое значение.

Этот приём позволяет решать на практике многочисленные задачи, которые сложно решить другим путём. Например, передача видеоизображения на компьютер немыслима без преобразований Фурье. Использование вычислений, представляющих сигнал в виде простых синусоидальных волн, позволяет аудио- и видеофайлам сжиматься до размеров, необходимых для передачи информации. В электротехнике мнимые гармонические составляющие исследуемого периодического сигнала многим кажутся более реальными, чем сам исследуемый сигнал.

Противоречивость корпускулярно-волнового дуализма усматривается в самой сути движения квантовых объектов. В соответствии с принципом неопределённости Гейзенберга существует теоретический предел точности одновременного измерения положения частицы в пространстве и её скорости (импульса). Исходя из принципа неопределённости, чем конкретнее частица проявляет свойства частицы, тем неопределённее становятся её волновые свойства и наоборот.

Наглядной демонстрацией принципа неопределённости может служить струна, колеблющаяся с высокой скоростью. Такая струна внешне выглядит в виде размазанного следа. Чтобы узнать, в каком конкретно месте находится струна в данный момент времени, нужно зафиксировать её положение. Но тогда мы ничего не сможем сказать о временной характеристике – частоте колебаний. Для определения частоты колебаний струны необходимо некоторое время наблюдать за её движением. Но тогда становится для нас неопределённым положение струны. Будь наше восприятие безынерционным, мы бы смогли наблюдать вместо размазанного следа реальную картину движения колеблющейся струны.

Предположим, что у нас имеется абсолютно безынерционный и абсолютно чувствительный прибор для наблюдения за движением элементарной частицы, например свободного нейтрона, который имеет реальную величину массы покоя. Будем ли мы наблюдать одновременно нейтронное поле и неотделимую от поля материальную частицу, или же какую-то другую картину?

Можно предположить, что движение частицы будет сопровождаться попеременным появлением нейтронного поля и частицы, и это будет выглядеть как взаимопревращения энергии поля и энергии классической массы. Редукция фон Неймана (коллапс волновой функции) не противоречит такому предположению и, возможно, отражает реальный физический процесс мгновенного превращения волны в реальную частицу. Но мгновенное превращение волны в частицу (редукция) требует мгновенного действия, превышающего скорость света, что противоречит теории Эйнштейна.

По мнению физиков, при коллапсе волновой функции принцип причинности (влияние событий друг на друга) не нарушается, информация не передаётся. Однако многие современные учёные уверены, что ОТО не работает в квантовом мире и для квантовых объектов неприменима.

Противоречит теории относительности и квантовая телепортация, где свойства одной из двух запутанных частиц могут передаваться другой запутанной частице с бесконечной скоростью на сколь угодно большое расстояние.

Если предположить, что квантовая телепортация осуществляется не за счёт переноса свойств частицы с бесконечной скоростью, а за счёт обмена информацией с гипотетическим информационным полем Вселенной, с которым непрерывно взаимодействуют материальные объекты, проблема со сверхсветовой скоростью исчезает.

Аналог телепортации можно наблюдать и на макроуровне, рассматривая взрыв снаряда. Если до взрыва снаряд был неподвижен, суммарный импульс его осколков равен нулю. После взрыва у разорвавшегося на два осколка снаряда, измерив импульс одного из осколков, можно мгновенно определить величину импульса второго осколка, независимо от расстояния, на которое он улетел.

Квантовая теория утверждает, что в вакууме, в соответствии с принципом неопределённости, происходит постоянное рождение и исчезновение виртуальных частиц. При этом скорость виртуальных частиц из-за её бесконечной величины не имеет физического смысла. Попытка вычислить массу виртуальной частицы в математике приводит к мнимому значению массы.

Виртуальные частицы в квантовой теории имеют основополагающее значение. Все взаимодействия частиц и их превращения в другие частицы квантовая теория рассматривает как процессы, сопровождающиеся рождением и поглощением виртуальных частиц свободными реальными частицами.

На фоне виртуальных процессов, а они занимают центральное место в квантовой теории, предположение о том, что движение можно представить как постоянные взаимопревращения энергии поля и энергии механической массы, не столь уж фантастично. Такой взгляд на движение физических тел не противоречит ни общепринятому корпускулярно-волновому дуализму, ни квантовой теории в целом.

В последнее время возрождается интерес к интерпретации де Бройля – Бома, известной также как теория волны-пилота. Теорию впервые предложил в 20-х гг. прошлого века Луи де Бройль. Но он вынужден был отказаться от своей гипотезы в пользу копенгагенской интерпретации квантовой механики. В отличие от копенгагенской интерпретации, где частица и волна могут быть (а могут и не быть) одной сущностью, в теории де Бройля сама частица формирует пилотную волну, и они сосуществуют одновременно.

Американский физик и философ Дэвид Бом в 50-х гг. заново открыл и развил теорию. В опубликованной в 1952 г. статье он предположил, что частицы существуют всегда, а не только в момент их наблюдения. А их поведение определяет новая, ранее неизвестная сила – пилотная волна. Предлагаемая Бомом интерпретация воспроизводит значительную часть поведения квантового мира, сохраняя принцип реализма. Она позволяет отказаться от волнового дуализма и коллапса волновой функции, однако связана с исключительной нелокальностью при описании движения частиц.

В классической теории свет рассматривается как электромагнитная волна, и теория волновой природы света в XIX в. была общепринятой. Но Альберт Эйнштейн, неожиданно для всех, выдвинул идею, что свет в действительности состоит из частиц. Большинство физиков не согласились с тезисом Эйнштейна. Лауреат Нобелевской премии Макс Планк вообще пришёл в замешательство. Учёный не на шутку испугался и заявил, что существующая теория света будет отброшена в далёкое прошлое. В итоге в учёных кругах выход был найден: в рамках оптики и классической электродинамики свет – электромагнитная волна. В рамках квантовой механики свет одновременно и частица (фотон), и волна.

Эйнштейн теоретически предсказал возможность превращения энергии волны в энергию частицы и наоборот, и выдвинул идею об эквивалентности массы и энергии. Экспериментально наблюдаемые рождение и аннигиляция электронных пар (превращение электрона и позитрона в безмассовые фотоны) подтвердили теорию учёного. Процесс аннигиляции показал, что масса покоя может переходить в другие формы энергии.

Следует отметить, что не сама по себе масса или поле обладают энергией, но энергия наделена такими физическими свойствами, как масса или поле. Такая особенность энергии позволяет превращаться элементарным частицам друг в друга, рождаться или уничтожаться при взаимодействиях, а безмассовым фотонам световых волн оказывать физическое давление на твёрдые тела при взаимодействии с ними.

Распространение полей, или, согласно квантовой теории, движение безмассовых частиц, происходит с максимально возможной скоростью. Поле, соответственно, и безмассовую частицу, характеризующую данное поле, невозможно ускорить или замедлить. Безмассовая частица не имеет ни размеров, ни строения и как реальный объект не существует.

Не более понятным предстаёт перед нами и электрон, имеющий физическую массу и магнитный момент, несущий на себе заряд, но в то же время не имеющий размеров и строения. Попытка наделить электрон размерами мгновенно вызывает неразрешимое противоречие в классической физике. Протяжённый электрон должен рассматриваться как абсолютно твёрдое тело, неспособное деформироваться, поскольку деформация предполагает независимое перемещение отдельных частей тела. Но в релятивистской механике существование абсолютно твёрдых тел в принципе невозможно.

Не имеет корректного решения и взаимодействие электрона с собственным электромагнитным полем, наделяющим электрон бесконечно большой электромагнитной массой. Для компенсации этой массы физики-теоретики в уравнениях формально приписывают частице бесконечную отрицательную массу неэлектромагнитного происхождения[9].

Бесконечности, которые появляются в квантовой механике при вычислении некоторых физических величин, не имеют физического смысла и вызывают расходимости. Расходимости появляются вследствие того, что в современной теории элементарные частицы рассматриваются как точки, то есть как материальные объекты без протяжённости.

В квантовой теории поля не только сохраняются старые, но и появляются новые расходимости, опять-таки связанные с точечностью объектов – взаимодействие между полями определяется описывающими поля величинами, взятыми в одной и той же точке пространства и в один и тот же момент времени. Наделение частиц протяжённостью устраняет расходимости, однако противоречит теории относительности, постулирующей конечность скорости света.

Всё это говорит о том, что квантовая физика не описывает реальный мир. Но это нисколько не мешает квантовой механике, с её парадоксами и противоречиями, занимать прочную позицию устоявшейся, детально разработанной теории. Она имеет прекрасную математическую базу, многократно подтверждена экспериментами и имеет многочисленные применения на практике.

Согласно квантовой теории, все физические тела состоят из элементарных частиц, масса покоя которых не равна нулю. Овеществлённая материя занимает незначительную долю объёма тела (см. "Генетический Код Вселенной"). Всё остальное безмассовое пространство – это огромное количество взаимодействующих полей.

Поскольку свойства макроскопических тел определяют составляющие его частицы, следует предположить, что перемещение физических объектов в пространстве происходит аналогично элементарным частицам. Можно также допустить, что квантовые поля при движении физического тела переходят в коллективное состояние и с помощью вакуума переносят энергию вещества.

Одним из примеров коллективного состояния служит сверхтекучесть. При сверхтекучести частицы складываются в микроскопическое квантовое состояние и, действуя коллективно, образуют совершенно новый вид движения, при котором полностью отсутствует трение.

На макроуровне коллективное поведение молекул можно наблюдать, бросив в воду камень. На поверхности воды появляются убегающие от камня волны, образованные упорядоченным движением молекул воды.

Особым коллективным состоянием частиц характеризуется квантовая запутанность, когда частицы утрачивают свою самостоятельность и становятся зависимыми друг от друга.

Более тридцати лет назад 23-летний выпускник Кембриджского университета Сет Ллойд, изучая поведение запутанных частиц, получил удивительный результат. По мере того, как частицы всё больше смешиваются друг с другом, информация, которая первоначально описывала их по отдельности (например, «1» для вращения по часовой стрелке, «0» – против часовой), переходит на описание системы запутанных частиц в целом. Свои взгляды в 1988 г. Ллойд изложил в докторской диссертации. При попытке опубликовать статью редакция отказала в публикации, сославшись на то, что в «этой статье нет физики»[10].

С развитием теории квантовой информации учёные вплотную занялись исследованием поведения запутанных частиц. В 2017 г. физики из Университета Женевы в Швейцарии смогли продемонстрировать квантовую систему, в которой с помощью одного фотона было одновременно запутано 16 миллионов атомов[11].

Масса, образующая вещество, из которого состоят все физические тела, – одно из самых загадочных понятий в науке. Массе посвящено огромное количество работ, но до настоящего времени остаётся неясным смысл этого понятия.

Радикальный взгляд для своего времени (1884 г.) на образование вещества изложил в кинетическом учении о природе барон Н. Деллингсгаузен. Его гипотезу приводит в своём классическом труде «История физики» доктор философии Фердинанд Розенбергер: «Световые и тепловые явления показывают, что всякая материя находится в колебательном движении, которое распространяется в ней волнообразно. Отсюда можно заключить, что внутренние движения материи, в силу её непрерывности, являются круговыми движениями, составленными из отдельных элементарных колебаний. <…> Так как мы можем представить себе, что из каждой точки пространства исходят колебания, в каждой точке пространства должно встречаться бесчисленное множество волн. Эти встречающиеся волны могут в некоторых местах образовать стоячие волны. Такие части пространства, где образуются подобные стоячие колебания, получают тогда известную устойчивость – они образуют тела»[12].

Армянский учёный Георгий Киракосян предлагает рассматривать частицу как локализовано-стоячую волну. Основываясь на таком представлении частиц, учёный смог объяснить суть одной из главных фундаментальных постоянных микромира – постоянной тонкой структуры α, смысл которой всегда был загадкой для учёных. Указанная безразмерная константа определяет все физические и химические свойства вещества. Согласно гипотезе Киракосяна, постоянная тонкой структуры является классической волновой константой[13].

Физики не разделяют подход Киракосяна в представлении частицы в виде локализовано-стоячей волны: механическая масса и полевая масса – понятия нетождественные. При распространении волны, как правило, переносят не массу, а энергию.

Вся сложность изучения микромира состоит в том, что наши органы чувств не созданы для восприятия малых величин. Уже на микросекундном интервале механическое движение для нас замирает – снаряд за это время передвигается на несколько миллиметров. В интервале времени порядка 10–15 секунды становятся неподвижными атомы, а в интервале 10–20 секунды и меньше процессы происходят исключительно на уровне элементарных частиц и ядерных реакций. Действительность в рассматриваемых временных интервалах наши органы чувств уже не воспринимают.

В теоретической физике существует система естественных единиц измерения. Это система планковских величин, образованных с помощью трёх физических констант: постоянной Планка ћ, скорости света с и гравитационной постоянной g. В численном выражении планковская длина ℓПл = (gћ / c³)1/2 ≈ 1,6·10–33 сантиметра, время tПл = (gћ / c⁵)1/2 ≈ 5,4·10–44 секунды и масса mПл = (ћc / G)1/2 ≈ 2,2·10–5 грамма.

В области, ограниченной планковскими величинами, не работают не только наши органы чувств, но и физические законы. Это фундаментальный нижний предел наших знаний о природе, и преодолеть его современная наука не в состоянии.

Заканчивая обзор, мы предлагаем читателю идею гипотетического варианта разрешения апории Зенона, по которому движение физических тел на квантовом уровне рассматривается как непрерывные взаимопревращения энергии.

В современном представлении нуклоны, из которых состоит вещество, образованы кварками и глюонами. Расчёты на основе квантовой хромодинамики показали, что масса глюонов равна нулю. Масса кварков составляет лишь незначительную часть массы нуклонов (см. «Генетический Код Вселенной»). Кварки получают свои массы при взаимодействии с полем Хиггса.

Согласно Стандартной модели, поле Хиггса – одна из возможных форм вакуумного поля. Это поле распространено по всему пространству Вселенной, при этом его потенциал в вакууме не равен нулю. Открытие бозона Хиггса показало, что вакуум существует в постоянном квазиустойчивом состоянии и может быть нестабилен по своей природе. Если предположить, что всё вещество физических тел состоит из хигговского и глюонного вакуумных конденсатов, взаимодействующих друг с другом, следует заключить, что масса образуется из энергии вакуума.

В квантовой теории поля все частицы – это возмущения соответствующих квантовых полей. Взаимодействие квантовых полей с полем вакуума может рождать реальные частицы. Исходя из такого представления, механическую массу на квантовом уровне гипотетически можно рассматривать как особое коллективное состояние квантовых полей.

Сила, приложенная к телу, разрушает коллективное поле, образующее физический объект. Распад коллективного поля вызывает возбуждение вакуума, которое распространяется по направлению действия силы. Возбуждённый вакуум рождает реальные частицы, образующие динамически неустойчивое коллективное поле массы. Через некоторое время зависящее от параметров первоначально приложенной к телу силы неустойчивое коллективное поле распадается. Последовательная смена состояний будет повторяться до тех пор, пока силы, действующие извне, не выведут возникший колебательный процесс из равновесия.

По своей сути процесс движения информационно-энергетический. Энергия вакуума образует массу движущегося тела; приложенная к телу сила определяет характеристики движения; информационное пространство руководит движением.

Рассматривая движение механической массы как информационно-энергетический процесс, происходящий на квантовом уровне, можно объяснить апорию Зенона, которую более двух тысячелетий пытаются разрешить учёные и философы. Понятным становится физический смысл корпускулярно-волнового дуализма.

Из разных скоростей передвижения Ахиллеса и черепахи следует, что Ахиллес будет находиться в состоянии неовеществлённой движущейся энергии более продолжительные интервалы времени, чем черепаха. И в некоторый момент, когда тело черепахи находится в состоянии вещества, Ахиллес будет пребывать в движении и не только догонит, но и перегонит неподвижную черепаху.

Физический смысл корпускулярно-волнового дуализма в нашем гипотетическом представлении состоит в том, что энергию движущейся частицы, обладающей массой, можно представить в виде взаимопревращений энергии полевой и механической массы. По мере приближения к зоне макроуровневого масштаба, прерывистое рождение массы из вакуума плавно переходит в непрерывное.

Становится понятным и тот факт, что чем быстрее движется частица, тем больше проявляются её волновые свойства. Безмассовые частицы могут двигаться только с максимально возможной скоростью и проявляют свойства частиц исключительно с энергетической стороны – при взаимодействиях.

Информация и Вселенная

Ощущений глаз и ушей недостаточно для определения законов вещей, усилий сердца и мысли недостаточно для установления истины… Только тот, кто постиг Высшую гармонию и овладел взаимным отзвуком саморазвивающихся явлений, только тот способен на это.

Дао дэ цзин

Чем может быть задана программа? Например, при нарезании резьбы на токарном станке – передаточными числами шестерён, иначе – отношением числа зубьев ведущих шестерён к ведомым. Носителем программы в рассматриваемом примере будут шестерни. Отсутствует программа – и резьбу, посредством которой стыкуются друг с другом детали, организуя новое качество в виде узла, выполнить будет невозможно. На входе – информация, управляющая процессом изготовления резьбы, на выходе – готовое изделие.

В связи с этим вспоминается давний случай, который поведал мне один знакомый. Не известно по каким причинам, то ли от износа станка, то ли от износа оснастки, но у токаря появился брак. Отдел технического контроля (ОТК) проверял отсутствие брака при приёмке нарезанной токарем резьбы двумя калибрами. Через один калибр резьба должна проходить, а через другой – не проходить. У нашего токаря она проходила через два калибра. Для получения премии нужно было выполнять месячный план по количеству и качеству деталей. Умельцем-токарем был найден оригинальный выход из, казалось бы, безвыходного положения. После точных ударов молотком по резьбе, она застревала на одном калибре и проходила через другой калибр.

Похожую картину можно наблюдать и среди физиков-теоретиков. Придумана оригинальная, элегантная, математически красивая гипотеза, но вот незадача – гипотеза не стыкуется с экспериментом. А диссертацию во что бы то ни стало нужно защитить. Что делать? Оказывается, выход есть: нужно «стукнуть молотком» по теории – добавить несколько частиц и симметрий, откорректировать появившиеся подгоночные константы, и всё будет в порядке. «ОТК», в лице физиков-экспериментаторов на Большом адронном коллайдере (БАКе), проверить работоспособность гипотезы в ближайшие годы не сможет – кишка тонка у нынешнего коллайдера. А к тому времени, когда появится более мощный агрегат, в кармане уже будет диплом доктора и аттестат профессора. И не по такому ли принципу в настоящее время идёт массовое изготовление современных теорий, которые будет невозможно никогда экспериментально проверить?

Непонятно, почему подавляющее большинство учёных считает, что природа, в отличие от человека, умеет создавать «детали с резьбой» без программ. При этом, как ни странно, чисто случайно появилась не только наша планета, но и неисчислимое количество других объектов во Вселенной. Начиная от элементарных частиц до живых организмов. А все физические законы – простая фиксация итогов бессмысленного перебора природой случайных комбинаций.

Наш далёкий предок, изготавливая каменный топор или копьё, выполнял указанную работу в виде определённой последовательности действий, то есть следуя определённой программе, а не тупо колотил камнем о камень в надежде, что из этого само собой должно появиться орудие труда.

Мы пытаемся выставить природу, благодаря которой появились на свет, тупой мартышкой, барабанящей по клавишам механизма случайностей. При этом уверены, что природа, в отличие от человека, не имеет цели и потому сама не знает, что делает.

Удивительно, да и только, – абсолютно случайно, эволюционируя непонятно каким образом из пустоты, из ничего вдруг появляется кварк-глюонная плазма, из неё образуется неживая материя, и в итоге возникают живые организмы. При этом один из видов до такой степени эволюционировал, что возомнил себя повелителем природы. Реализация Божьего замысла, описанного в Библии (Быт 1:1–30) выглядит проще и понятнее, чем труд её величества случайности в лице госпожи мартышки.

Развивая информационные технологии, человек успешно продвигается на пути создания искусственного интеллекта. Научился клонировать высших животных, пытается проникнуть в святая святых – создать живую клетку. Но ни одному учёному никогда не приходило в голову испробовать путь, который он навязал природе – творить случайным образом.

Предположение о том, что развитие Мироздания происходит не случайным образом, а по изначально существующей программе, в настоящее время для многих учёных не вызывает никакого сомнения. Тем не менее официальная наука не спешит отказаться от гипотезы случайного возникновения и развития Вселенной. Это, по-видимому, связано с тем, что, признавая изначальную запрограммированность Вселенной, придётся одновременно согласиться и с тем, что Вселенная имеет Творца или Божественное начало.

До сих пор не существует единой теории атомного ядра – основного элемента, из которого состоит всё вещество во Вселенной. Не совсем ясно, что управляет притяжением разноимённых и отталкиванием одноимённых электрических зарядов. Совершенно неизвестно истинное предназначение незримо обитающей во Вселенной тёмной энергии. К тому же никто достоверно не знает, существует ли вообще такая энергия.

В соответствии с квантовой теорией, в реальном пространстве всегда есть неустранимые неопределённости физических полей, которые не могут обратиться в нуль. С ними связана ненулевая средняя энергия. Для многих теорий поля рассчитываемая плотность энергии вакуума оказывается бесконечной. В такие теории учёные вынуждены вводить специальные процедуры устранения бесконечностей.

Теоретическая физика объясняет присутствие в вакууме энергии рождающимися из ничего и исчезающими в никуда, виртуальными частицами. Вакуум как бы кипит, и это кипение нельзя устранить без нарушения законов квантовой механики. Частицы рождаются и аннигилируют в вакууме на отрезках времени, позволяемых соотношением неопределённостей Гейзенберга.

Интенсивность флуктуационных процессов изменяется при взаимодействии с внешними полями и приводит к поляризации вакуума. В результате каждая элементарная частица оказывается одетой в шубу виртуальных частиц и составляет с ней одно целое – наблюдаемую элементарную частицу.

Явления флуктуаций вакуума, как и постоянные взаимопревращения элементарных частиц друг в друга, заставляют задуматься: а действительно ли мир состоит из описываемых математическими уравнениями дискретных элементов?

Разогнав две одинаковые частицы в ускорителе и столкнув их, мы можем получить не две, а три одинаковые частицы. Третья частица возникает из энергии столкновения. Физическая теория рассматривает её как вероятностную динамическую функцию, как взаимодействие, связанное с непрерывным превращением энергии.

Частицы предстают перед нами не как реальные объекты, но как сгустки энергии. Проводя измерение, мы разрушаем изначальное взаимодействие и создаём новое взаимодействие, которое изменяет саму частицу. Из-за этого частицы, непрерывно превращаясь одна в другую или иные формы энергии, не имеют и не могут иметь постоянных характеристик. Кварки, которые, по предположению учёных, являются последней ступенью дробления материи, в свободном состоянии вообще ненаблюдаемые. Силы, действующие между кварками, не уменьшаются с расстоянием, и для разъединения кварков требуется невообразимо большая энергия.

Если частица распадается на какие-либо частицы, нельзя сказать, что продукты распада содержались в ней в виде составных частей. В определённом смысле взаимопревращения частиц можно сравнить со взаимопревращениями чисел друг в друга.

Рассмотрим равенство 4 = 1 + 3. Как видим, превратилась четвёрка в единицу и тройку. Возможно превращение и тройки в четвёрку при «поглощении» ею единицы. Но в реальности состоит ли наша четвёрка из единицы и тройки? Не вмещает ли она бесконечный набор чисел? И где истина – в математическом равенстве или в нашем умозаключении? Существуют ли реально в природе числа?

Математика вводит нас в заблуждение. Реальный мир – это не математика. Математический формализм – метафизические концепции и интерпретации физических процессов. Все физические законы и теории носят исключительно описательный характер. Классическая механика описывает механическое движение материальных тел и происходящие при этом взаимодействия между ними, но самой природы описываемых явлений не касается. Квантовая механика описывает не микрообъекты сами по себе, а проявление их свойств в микромире, не касаясь природы этих явлений. И ни одна физическая теория не отвечает на вопрос, откуда всё это произошло?

Согласно современным представлениям учёных, весь материальный мир построен из элементарных частиц и античастиц, связанных разного вида взаимодействиями. Количество обнаруженных элементарных частиц измеряется сотнями. Видов фундаментальных взаимодействий между частицами известно всего четыре: гравитация, электромагнетизм, сильное взаимодействие и слабое взаимодействие.

Гравитация притягивает друг к другу объекты, обладающие массой. С помощью электромагнетизма твёрдые тела становятся прочными и, несмотря на гравитацию, не проваливаются сквозь землю – одноименно заряжённые электроны в атомах на границах веществ отталкиваются друг от друга. Сильное и слабое взаимодействия управляют процессами на субатомном уровне. Удерживая вместе протоны и нейтроны, сильные ядерные силы формируют ядра атомов. Слабое взаимодействие управляет радиоактивным распадом и отвечает за основной источник энергии Солнца. Без слабого взаимодействия наше светило перестало бы существовать. И каждый из этих видов сил характеризуется своей константой.

Мы живём в точно настроенной и выверенной Вселенной. Если температура Солнца станет меньше 5 500 градусов Цельсия, Земля замёрзнет, – при большей температуре всё живое будет сожжено. При уменьшении массы Юпитера количество летящих из космоса комет к Земле стремительно возрастёт, и жизнь на Земле будет уничтожена. Астрономы считают, что влияние Юпитера и Сатурна на Землю привело к удлинению её эллиптической орбиты и повлияло на наклон оси. Луна также способствует наклону Земли и устойчивости климата. При отсутствии наклона испаряемая в океанах влага будет мигрировать к северу и югу, и континенты покроются льдом. И это мизерная часть «случайностей» в Солнечной системе, благодаря которым на Земле существует жизнь.

Знакомство с общепризнанной, увенчанной Нобелевской премией Стандартной моделью приводит к однозначному выводу: Вселенная организована таким образом, чтобы в ней могла существовать жизнь. Даже незначительное изменение численного значения одной из примерно 20 констант, входящих в Стандартную модель, полностью лишает Вселенную атомов. Изменение массы электрона всего на 0,2 % изменит время жизни звёзд настолько, что для эволюции живых организмов не хватит времени. Отклонение константы сильного взаимодействия всего на одну десятитысячную в ту или другую сторону сделает невозможным образование атомов углерода, а значит, и зарождение органической жизни будет невозможным.

Такая точная настройка Стандартной модели порождает много вопросов. Один из них – случайны ли наблюдаемые значения фундаментальных констант? И могло ли больше дюжины стабильных и взаимосвязанных друг с другом констант появиться случайным образом в момент или после Большого взрыва, по мере образования элементарных частиц и атомов?

Если Вселенная развивается случайным образом, должны меняться во времени и фундаментальные константы. Учёные решили получить ответ на данный вопрос путём прямого измерения фундаментальных постоянных в различных областях Вселенной. Для измерения была выбрана одна из физических постоянных – постоянная тонкой структуры α, или постоянная Зоммерфельда. Данная константа является скалярной величиной, получена опытным путём и равная примерно 1/137. Она характеризует силу электромагнитного взаимодействия и определяет все основные свойства и характеристики объектов микромира: размеры электронных орбит в атомах, энергию связи между элементарными частицами и атомами, следовательно, все физические и химические свойства вещества.

Безразмерная α образована из комбинации других фундаментальных констант: элементарного электрического заряда е, приведённой постоянной Планка ћ, скорости света в вакууме с и диэлектрической проницаемости свободного пространства ε₀. Она также может быть образована и в терминах других фундаментальных физических констант. Её численное значение не зависит от выбранной системы единиц, поэтому она хорошо подходит для ответа на поставленный вопрос.

Большинство экспериментальных данных подтверждают неизменность постоянной α. Исследования, проведённые в 2016 г. учёными из Института астрономии при Кембриджском университете и из Центра астрофизики и суперкомпьютерных вычислений в Технологическом университете Суинберна в Австралии, показали, что постоянная тонкой структуры в галактике за последние 8,5 миллиарда лет не изменилась[14].

Астрофизики из семи стран под руководством Майкла Вильчинского из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии установили, что физическая константа α за последние 13 миллиардов лет – а это соответствует возрасту Вселенной 800 миллионов лет – сохранила своё значение с точностью до пятого знака после запятой. Но, когда учёные рассмотрели полученные результаты совместно с другими измерениями константы, они заметили пространственные вариации постоянной на уровне статистической значимости[15]. Это указывает на то, что расхождение между современными и прошлыми значениями постоянной тонкой структуры зависит не от количества прошедшего времени, а от пространственного положения тех точек, где были сделаны замеры.

Неизменность константы подтверждает Стандартную модель. Однако существуют теории, в отличие от Стандартной модели, допускающие изменение фундаментальных констант во времени. Но здесь важно другое. Известно, будь α всего на 4 % больше, производство углерода внутри звёзд стало бы невозможным, следовательно, и зарождение жизни на нашей планете не произошло бы.

Если константа стабильна, наша Вселенная изначально была запрограммирована на возникновение жизни. Если же она изменяется – однородности и изотропности Вселенной нет, и человечество возникло в тот момент, когда возможно его существование. И нам отведён небольшой отрезок жизни во времени и крохотная часть пространства Вселенной с наблюдаемыми в настоящее время параметрами.

В первые моменты существования горячей и плотной Вселенной количество частиц и античастиц было одинаковым. Из этого следует, что Вселенная вообще не могла образоваться, – аннигиляция частиц и античастиц должна была превратить её в электромагнитное излучение. Но, как известно, Вселенная почти полностью образована из материи.

Факт существования нашей Вселенной в форме вещества (барионов) и отсутствие сколь-либо значимого количества антивещества указывают на существенную неполноту современных знаний. Некоторые учёные полагают, что для описания современной картины микромира следует предположить существование дополнительных полей и взаимодействий.

Для объяснения наблюдаемого с ускорением расширения Вселенной космология вводит гипотетический вид энергии – тёмную энергию с отрицательным давлением (антигравитацией). Её доля составляет примерно 70 % от всей энергии Вселенной, но из-за низкой плотности (≈10–29 г/см³) экспериментально обнаружить тёмную энергию не представляется возможным.

Если тёмная энергия связана с ускорением Вселенной, возникает закономерный вопрос: почему ускорение Вселенной началось именно с конкретного момента времени? Начнись ускорение раньше, звёзды и галактики не успели бы сформироваться, и для возникновения жизни не осталось бы никаких шансов.

Не исключено, что для расширения Вселенной не требуется обязательное присутствие в пространстве тёмной энергии. Силы гравитации могут уступить место антигравитационным силам при переходе до величин, сопоставимых с наблюдаемой Вселенной. Примером может служить неожиданное изменение сил притяжения на силы отталкивания при попытке сблизить друг с другом нуклоны в атомном ядре на расстояние меньше 0,5 Ферми.

Только 5 % во Вселенной составляет обычная материя, и она хорошо изучена. Об оставшихся 95 %, которые приходятся на тёмную энергию и тёмную материю, мы не знаем практически ничего. Павел Кроупа, профессор из Института астрономии имени Аргеландера при Боннском университете в Германии, изучая движение карликовых спутников галактики, пришёл к выводу, что, если работают законы Ньютона и есть тёмная материя, там, где она есть, по законам Ньютона её быть не должно[16].

Если Большой взрыв вызвал расширение Вселенной, должно было возникнуть сильное неоднородное распределение вещества, а этого не наблюдается. Непонятно, как в однородной Вселенной образовались неоднородности, явившиеся причиной образования галактик.

Теоретически модель Большого взрыва хорошо разработана, имеет строгое математическое обоснование и подтверждена многочисленными опытами. Но она не включает в себя гравитацию и не даёт ответа на вопрос, что такое тёмная материя, если её существование реально. Также неизвестно, почему у нынешних фундаментальных физических констант именно такие значения. Эти проблемы вызвали к жизни альтернативные теории. Среди них – теория струн, петлевая квантовая гравитация, причинная динамическая триангуляция и другие теории. К сожалению, ни одна из них не находит экспериментального подтверждения.

Первая попытка объединения квантовой теории с гравитацией была предпринята при жизни Эйнштейна. В 1914 г. финский физик-теоретик Гуннар Нордстрём, повысив на единицу размерность пространства и применив теорию электромагнетизма Максвелла к пятимерному миру, объединил гравитацию с электромагнетизмом. Впоследствии немецкий физик Теодор Калуца пересмотрел идею Нордстрёма о скрытой размерности и сделал её скрученной. Для этого он применил ОТО к пятимерному миру и получил электромагнетизм. Шведский физик Оскар Клейн усовершенствовал идею Калуцы по объединению гравитации с электромагнетизмом и из уравнений Эйнштейна с изящностью вывел уравнения Максвелла.

Это была победа! Учёные вместе с Эйнштейном ликовали. Но пятое измерение рождало бесконечное множество решений во времени. В дополнение к этому решения оказались нестабильными. В итоге очередная теория потерпела неудачу. Смертельный нокаут она получила в 30-е гг. с открытием сильных и слабых ядерных взаимодействий, о которых и не подозревала.

Теории струн для описания всех известных элементарных частиц потребовалось уже десять измерений пространства, включая известные нам четыре. Идея теории струн состояла в том, что колеблющуюся струну планковских размеров можно представить как возбуждённое состояние пространства, обладающее энергией. Струна была фундаментальна, не имела структуры, а элементарные частицы рождались из возбуждённых мод струн.

В теории струн закон движения определяет законы сил, в то время как в других теориях движение частиц и фундаментальные силы – два разных понятия. В отличие от свободных констант, струнная константа связи – это физическая степень свободы. И вместо того, чтобы быть параметром законов, она становится параметром, отмечающим решения. Из-за этой особенности поведение струны фиксируется не теорией, а особым многомерным миром, в котором она живёт[17].

Проквантовав пространство, теория струн попыталась таким образом объединить квантовую механику и ОТО. Но это привело к непредсказуемым последствиям. Появилась ландшафтность, указывающая на существование до 10⁵⁰⁰ вариантов различных миров, среди которых, возможно, находится и наблюдаемый нами мир. Доказать правильность теории стало невозможно, как и опровергнуть. Теория стала нефальсифицируемой. Взяв уверенный и многообещающий старт, она так и не доковыляла до финиша.

Объясняя устройство мира, некоторые учёные под давлением неопровержимых фактов включают в свои теории информационную сущность.

Член Нью-Йоркской академии наук А. М. Хазен сформулировал закон иерархического синтеза действия энтропии информации, представив информацию в виде физической переменной. По Хазену, в природе происходит самопроизвольный синтез информации. В основе теории синтеза информации лежат случайности.

Суть закона состоит в следующем. Информация есть устранённая неопределённость в достижении цели. Она передаётся с помощью сигналов – носителей информации. Сигналы сами по себе никакой информации не несут и требуют расшифровки. Природе, в отличие от человека, не требуется расшифровка значения сигналов для получения информации, так как она не имеет цели.

Развитие в природе происходит самопроизвольно, «над ней» никого нет. Но, чтобы использовать понятие информации для описания фундаментальных процессов в Мироздании, необходимо отделить её от цели. Хазен осуществил это с помощью энтропии, используя энтропию как меру неопределённости, следовательно, и как меру информации. Он предположил, что если неопределённость в процессах создания и развития Вселенной характеризовать энтропией как физической переменной, то устранение этой неопределённости будет задавать качественно и количественно информацию как физическую переменную этих процессов.

Свой закон учёный сформулировал следующим образом: в природе происходит процесс синтеза информации, использующий запоминание случайного выбора в данных условиях. Цепочка случайность – условия – запоминание – новые случайности – новые условия – запоминание и т. д. превращает в природе сигналы в информацию[18].

Взяв за основу второе начало термодинамики и закон Хазена, украинский учёный-философ О. А. Базалук создал новейшую теорию эволюции мира под названием «Эволюционирующая материя».

Суть теории в том, что, согласно второму началу термодинамики, энтропия при эволюции растёт. Но этот рост происходит с иерархическим участием изменения признаков, относительно которых определяется энтропия.

Исходя из закона Хазена, материя эволюционирует созидательно, проявляя себя в иерархическом структурировании. При этом созидательность возникает в результате и на основе стремления систем к максимуму беспорядка. Максимальный детерминизм в природе одновременно будет являться максимальным хаосом элементов предыдущего уровня иерархии. Всё во Вселенной подчинено принципу матрёшки: последовательной вложенности одного состояния материи в другое и образованных ими систем[19].

Крайне сложно усмотреть принцип матрёшки, наблюдая, как из невзрачного на вид семечка вырастает огромное дерево. Но если вложенность друг в друга состояний материи заменить вложенностью наследственных программ, весь процесс развития дерева становится более понятным.

Науке неизвестно, каким образом Вселенная пришла в состояние с низкой энтропией в начале своего развития, на последних стадиях которого мы живём. Квантовая физика указывает на тот факт, что в соответствии со вторым началом, чтобы задать начальные условия для создания Вселенной необходима невообразимая для нашего ума точность. Цифру, которую вывел британский физик и математик Роджер Пенроуз, «…нельзя даже полностью выписать в обычной десятичной системе исчисления: она представляла бы собой "1" с последующими 10¹²³ нулями! Даже если бы мы были в состоянии записать "0" на каждом протоне и каждом нейтроне во Вселенной, а также использовали бы для этой цели все остальные частицы, наше число, тем не менее, осталось бы недописанным»[20].

Нам практически ничего не известно о фундаменте, на котором построена Вселенная. Экспериментальных доказательств, что информация возникает самопроизвольно в процессе образования физических объектов, у науки нет. В то же время твёрдо установлено, что изначально присутствующая в живом организме генетическая информация, закодированная последовательностью нуклеотидов ДНК, управляет развитием и функционированием всех форм жизни.

Мы подробно рассмотрели закон Хазена и научно-философскую модель Мироздания, предложенную Базалуком в связи с тем, что концепция случайности – это философия, фундамент, на котором стоит официальная наука. Требуется непоколебимое мужество для исследователя, чтобы открыто выступить против аксиомы, которая провозглашает случайность возникновения и развития материального мира.

Неудивительно, что закон иерархического синтеза информации недвусмысленно указывает на первоисточник – эволюционную теорию Дарвина. И Дарвин, и Базалук использовали одну и ту же идею, основа которой – запоминание случайного выбора в данных условиях.

Главными факторами эволюции по Дарвину являются изменчивость и отбор. Отбором дарвинизм объясняет механизм образования новых видов, и отбор выступает ведущим фактором эволюции. Случайные полезные изменения в виде мутаций запоминаются и передаются по наследству, в то время как особи, получившие вредные изменения, отмирают, превращаясь в хаос.

У Базалука материя эволюционирует путём случайного выбора из существующего хаоса с последующим запоминанием. Тем не менее учёный в своей монографии отметил: «Образование из точки сингулярности именно такой Вселенной неслучайно. Это строго обусловленный процесс; но вот кем или чем он обусловлен?»[21].

Генетика доказала несостоятельность классической теории Дарвина для объяснения наследственности. Новейшие исследования указывают на то, что изменения в организме происходят необязательно за счёт мутаций. Система адаптивного иммунитета бактерий и архей CRISPR/cas, имеющая огромное распространение в природе, работает в соответствии с эволюционной концепцией Ламарка, отвергнутой классическим дарвинизмом. «Да сохранит меня небо от глупого ламарковского "стремления к прогрессу", "приспособления вследствие хотения животных"», – резко отозвался Дарвин о трактате Ламарка «Философия зоологии»[22].

Отбор, как один из многочисленных факторов, присутствует в эволюции живых организмов, но дарвинизм, в основу которого положена случайность, исчерпал себя и не имеет перспектив для дальнейшего развития.

В противовес Дарвину известный шведский цитогенетик Антонио Лима-де-Фариа в разработанной им эволюционной теории считает биологическую эволюцию продолжением предбиологической эволюции. С позиций глобального эволюционизма биологическая эволюция рассматривается учёным как продолжение общей эволюции материи, ею определяется и постоянно с нею связана невидимыми нитями. По теории Лима-де-Фариа, в природе не существует случайных процессов. «Эволюция – это процесс, внутренне присущий строению Вселенной… – утверждает учёный. – Естественный отбор – это некая произвольная система, некая абстракция, а не физический механизм. Как таковой, он не может быть механизмом эволюции»[23].

Любопытно, но монография, всё содержание которой направлено на критику естественного отбора по Дарвину, одной из первых была переведена в 1991 г. на русский язык.

Революционную теорию направленной эволюции выдвинул доктор физико-математических наук Уральского федерального университета (УрФУ) А. В. Мелких. Исследования о направленной эволюции учёный представил на научной конференции «Развитие жизни: вопросы эволюции и развитие организмов». Конференция состоялась в Ереване в 2019 г. В работе конференции приняли участие учёные из России, Франции, Италии, Венгрии, Японии, Ирана и США. Доклад Алексея Мелких прозвучал как разорвавшаяся бомба.

Эволюция жизни по теории учёного, определяется не спонтанным естественным отбором, а процессами квантовой механики в клеточном ядре. Именно по такому принципу и происходит взаимодействие «кирпичиков» белков и ДНК.

Теория направленной эволюции в формулировках учёного базируется на трёх ключевых принципах.

Первый заключается в том, что эволюция априорно направлена. То есть существует априорная информация, в соответствии с которой происходят направленные изменения генома. Геном – совокупность всех генов организма, его полный хромосомный набор. В процессе направленной эволюции отбор и случайные мутации играют второстепенную роль.

Второй принцип гласит, что случайность в эволюции является следствием неопределённости в окружающей среде. Присутствие случайности в генетических процессах часто рассматривается в качестве доказательства дарвиновского (ненаправленного) характера эволюции. Однако случайность может быть просто следствием неопределённости в окружающей среде и самом организме. При этом эволюция остаётся одновременно направленной.

Третье: квантовая механика играет важную роль во всех генетических процессах, делая эти процессы в высокой степени управляемыми. Мотивация использования квантовой механики для моделирования эволюции основана на том, что все операции с генетическим материалом (ДНК, РНК, белки) не могут быть объяснены на основе классической механики.

Одна из основных проблем молекулярной биологии – парадокс Левинталя. Суть его в том, что белок, который первоначально возникает в виде линейной молекулы, должен каким-то образом найти свою естественную (нативную) конформацию (пространственную конфигурацию). Только в этой конформации он способен выполнять свои функции. Однако для достаточно длинных белков число возможных конформаций экспоненциально велико и не может быть перебрано за время жизни Вселенной[24].

По теории учёного есть невидимая сила, направляющая изменение видов по определённому пути, или, проще говоря, эволюция изначально запрограммирована. Взаимоотношения между видами также априорно запрограммированы, и только таким образом можно объяснить эволюцию сложной биосферы. Учёный из УрФУ говорит о программировании Вселенной и утверждает, что эволюционный Код априорно заложен в физических объектах. Но откуда он взялся, учёный объяснить не может.

Основные положения теории направленной эволюции опубликованы в журналах Origin of Life and Evolution of Biospheres, Biosystems, Progress in Biophysics and Molecular Biology.

Другой участник конференции, профессор Токийского университета Кунихико Канеко в результате наблюдений над многоклеточными организмами пришёл к следующему выводу: «Если мы говорим не о простом воспроизводстве, а о развитии, то путь один – это сотрудничество. <…> Клетки начинают сообщаться друг с другом, разделять свои функции, свою деятельность. Тогда появляются сложные организмы, с большим разнообразием клеток»[25].

По убеждению Хазена и Базалука, природа не имеет цели, эволюционной программе взяться неоткуда, поэтому информация возникает самопроизвольно из окружающего хаоса. Вопреки их мнению, доктор химических наук действительный член Российской академии естественных наук Л. А. Блюменфельд утверждает: «…живая материя, её компоненты и объекты, ею изготовленные, имеют смысл. Нельзя спросить: для чего кристалл NaCl имеет кубическую симметрию? Однако можно спросить: для чего молекула гамма-глобулина построена так, а не иначе? И получить ответ: для того, чтобы осуществлять функции иммунной защиты и предотвращать гибель организма, уменьшая вероятность гибели вида»[26].

В основу своего закона Хазен положил запоминание случайного выбора в данных условиях. Как известно, для выполнения этого закона динамическая система должна иметь не менее двух устойчивых состояний, из которых осуществляется выбор. При этом для запоминания выбранное состояние должно быть абсолютно устойчивым.

Доктор физико-математических наук И. Л. Розенталь показал, что даже небольшое изменение фундаментальных постоянных приводит к качественному изменению структуры Вселенной и делает невозможным образование атомов, звёзд и галактик. Соответственно этому реализованный в нашей Метагалактике набор фундаментальных постоянных – весьма резкая флуктуация[27].

Мы живём в мире с редчайшим сочетанием значений фундаментальных постоянных, принципы формирования которых науке неизвестны. И утверждать, что при образовании Вселенной был выбран один из многих вариантов, нет никаких оснований.

Крайне трудно поверить, что у природы нет цели, и она развивается самопроизвольно. Все объекты во Вселенной запрограммированы на стремление к состоянию с минимальной энергией. В соответствии с принципом экономии энергии (принципом наименьшего действия) происходит образование любого устойчивого связанного состояния, которое всегда сопровождается выделением энергии. И наоборот, чтобы разрушить составное тело, нужно затратить энергию.

По мере углубления в микромир увеличивается порог энергии и стабильность объектов повышается. Для их разрушения нужно затрачивать всё больше и больше энергии. Молекулу проще разрушить, чем атом; атом проще разрушить, чем ядро атома. При энергиях ниже порога разрушения все объекты данного уровня становятся неделимыми, то есть неразрушаемыми.

Принцип наименьшего действия совместно с фундаментальными физическими константами не допускает в природе ни бесконтрольного хаоса, ни вариантов спонтанного выбора при образовании сложных объектов. Этот принцип, впервые сформулированный французским учёным Пьером Мопертюи в средине XVIII в. и обобщённый ирландским математиком Уильямом Гамильтоном в начале XIX в., играет ключевую роль в теоретической физике. На этом принципе построена ОТО и впервые выведены законы движения, которые не получались из анализа результатов экспериментов. Как оказалось, движение тел в пространстве происходит таким образом, чтобы действие, которое зависит от траектории движения, было минимальным. Тела при отсутствии действующих на них сил двигаются по прямым линиям, то есть по кратчайшему пути.

Реализация принципа наименьшего действия возможна только при условии информационной связи между движущимся объектом и средой, в которой происходит движение. Не зная заранее свойств среды, невозможно выбрать кратчайший путь движения в этой среде. Из этого следует, что пространство-время, в котором происходит движение тел, указывает телам, как им двигаться.

Согласно ОТО, гравитационное поле есть искривление четырёхмерного пространства-времени. И то, что мы принимаем за силу притяжения, нужно рассматривать как особенность геометрических свойств пространства-времени. По выражению американского физика-теоретика Джона Уилера, «пространство-время руководит движением материи, а материя указывает пространству-времени, как искривляться». В искривлённом пространстве-времени энергия и импульс эволюционируют в ответ на поведение пространства.

Геометрия пространства отличает прямую линию от искривлённого пути и, следовательно, может осуществить принцип наименьшего действия. В купе со временем пространство отличает ускоренно движущиеся частицы от частиц, движущихся с постоянной скоростью и, по-видимому, управляет движением с учётом внешних сил, вызывающих это движение.

Эффекты ОТО до недавнего времени были достоверно проверены исключительно в масштабах Солнечной системы. В 2018 г. Томас Коллетт из Института космологии и гравитации Портсмутского университета в Великобритании и его коллеги опубликовали результаты исследования, которые подтвердили искривление пространства в галактических масштабах[28].

Предполагаемая запрограммированность Вселенной неминуемо порождает вопрос о носителе информации. По гипотезе Алексея Мелких это могут быть квантовые поля. Свойства Вселенной были закодированы до Большого отскока, когда Вселенная находилась в чисто квантовом состоянии[29].

Квантовая теория Большого отскока, вытекающая из циклической модели Вселенной, где циклы расширения и сжатия сменяют друг друга, не может объяснить, каким образом наблюдаемое в настоящее время расширение Вселенной может перейти в сжатие. Большой отскок не вписывается в общепринятую теорию Большого взрыва, предполагающую возникновение Вселенной из сингулярного состояния (см. «Генетический Код Вселенной»).

Невозможность избежать сингулярности в космологических моделях, предлагаемых ОТО, доказали выдающиеся физики современности Роджер Пенроуз и Стивен Хокинг. Согласно теореме Хокинга, если любой вариант решения уравнений ОТО повернуть назад во времени, мы обязательно придём к сингулярности[30].

По предположению учёных из Нижегородского университета, время имеет информационную природу, поскольку каждое изменение квантового состояния – это событие, а не только причинности. Квантовое состояние системы – это информация во времени и в пространстве. Информация о квантовом состоянии является дискретной, и квантовые системы генерируют информацию каждый раз, когда происходит процесс[31].

Природа информации в квантовых процессах учёным неизвестна, и нет оснований утверждать, что квантовые системы генерируют информацию. По-видимому, не следует и очеловечивать информацию, наделяя квантовые системы источниками дискретной информации.

На дискретных носителях не всегда располагается дискретная информация. Нотная запись музыки – один из примеров этому. Дискретность нейронов не говорит о том, что нейронная сеть нашего мозга работает по принципу цифровой обработки сигналов. Генетический код живых организмов, помимо кодонов, которые можно сопоставить с дискретной информацией, одновременно несёт и аналоговую информацию.

Квантовая физика описывает элементарные частицы набором дискретных значений физических величин – квантовыми числами. К примеру, спин (собственный момент импульса элементарной частицы) в физических теориях наделён конкретными числовыми значениями и подходит для использования в качестве квантового бита информации. Но правильно ли считать предполагаемое вращение частицы вокруг своей оси дискретной информацией?

Частицы и их характеристики дискретны в теоретической физике, но не в природе. Информация, управляющая материальным миром, и информация, используемая человеком в информационных технологиях, также не похожи друг от друга, как человек на человекоподобного робота.

Мы полагаем, что и движение в пространстве, осуществляемое по кратчайшему пути с минимальными энергетическими затратами, и квантовую запутанность, позволяющую одновременно «следить» за состоянием связанных частиц вне зависимости от расстояния, можно объяснить исключительно обменом информацией между частицами и средой. Такое предположение наводит на мысль о существовании во Вселенной фундаментального информационного поля.

Идея информационного поля не нова, и по этой теме можно отыскать немало различного рода публикаций. К сожалению, достоверные экспериментальные данные, подтверждающие или опровергающие существование информационного поля, отсутствуют.

Доктор философии, профессор кафедры информатики и прикладной математики Тверского государственного технического университета (ТвГТУ) В. Б. Гухман в курсе лекций по философии информации отметил, что, по его мнению, гипотеза информационного поля обладает научной привлекательностью. Если человек творит информацию, «так почему же бессознательная (как мы считаем) мать-природа за "срок" своего бытия не могла сотворить и сохранить свою внутреннюю информацию на доступных ей и неизвестных нам носителях, если жалкий человек смог это сделать за космический "миг" своего существования?!»[32]

За последнее время теоретическая физика достигла невероятных высот, гигантски продвинулся вперёд математический формализм, но проблема интерпретации квантовой механики практически не сдвинулась с места. Несмотря на огромный прогресс в науке, никто не знает, что стоит за формализмом, предсказания которого прекрасно подтверждают эксперименты.

Существующие теории скрытых параметров объясняют, как выглядит предполагаемая реальность, лежащая в основе формализма квантовой механики. Значения скрытых параметров нельзя определить экспериментально. Они не влияют на собственные величины энергии системы, но определяют результат измерения других параметров системы, описываемых в квантовой механике.

В 1964 г. физик-теоретик Джон Белл предложил эксперимент, в котором любая альтернативная теория, если она соблюдает принцип локальности, предсказывает отличный от квантовой теории результат. По теореме Белла, если исходить из положений квантовой теории, неравенства могут нарушаться. Вне зависимости от реального наличия в квантово-механической теории скрытых параметров, влияющих на любую физическую характеристику квантовой частицы, можно провести серийный эксперимент, статистические результаты которого подтвердят либо опровергнут наличие скрытых параметров в квантово-механической теории.

Проведённые эксперименты по проверке теоремы Белла показали: если верить квантовой механике, предположение о локальном реализме, свойственном классической механике, нужно отвергнуть.

С подобным утверждением согласны не все учёные.

Сотрудник Института проблем управления имени В. А. Трапезникова (ИПУ РАН) П. В. Куракин полагает, что исходные допущения теоремы Белла, вопреки распространённому мнению, рассматривают не общий случай, а только очень узкий класс теорий со скрытыми параметрами. По мнению учёного, «теории с параметрами, эволюционирующими во "внутреннем времени", не попадают под действие этой теоремы»[33].

Категоричен в своих выводах доктор физико-математических наук А. Ю. Хренников. Широко известный в научном мире специалист в области информатики и информационных технологий уверен: «…неравенства Белла нет. Оно выведено для ложных предположений, когда данные, которые собрали в трёх разных экспериментах, пытаются "засунуть" в одно неравенство, которое вывели при условии, что эксперимент один»[34].

Достоверность теоремы Белла на основе возможности супердетерминизма поставил под сомнение и лауреат Нобелевской премии по физике Герард 'т Хоофт[35].

По нашему глубокому убеждению, квантовая запутанность служит прямым доказательством скрытых параметров. Любое материальное явление должно иметь физический смысл. Отсутствие физического смысла указывает на то, что явление либо отсутствует в действительности, либо не нашло адекватного истолкования. Скрытые параметры, по-видимому, следует рассматривать как информационную составляющую физического процесса, присутствие которой невозможно установить опытным путём. Многочисленные эксперименты с элементарными частицами свидетельствуют, что пространство непосредственно участвует во всех происходящих событиях квантового мира и оказывает влияние на результаты экспериментов.

Для объяснения феномена квантовой телепортации учёные рассматривают телепортацию неотделимо от классического канала связи, который имеет конечную скорость передачи информации, и, таким образом, исключают мгновенную передачу информации о квантовом состоянии частицы. Введение в эксперимент классического канала связи позволило убрать скрытый параметр – информационный канал пространства. Следует подчеркнуть, что подобные приёмы в теоретической физике не редкость.

Появление чисто квантовых компьютеров, обладающих достаточной мощностью, а также изобретение математических приёмов, позволяющих моделировать природные информационные процессы, возможно, полностью разрешит вопрос о скрытых параметрах. При этом наука получит ответы на многие неразрешённые проблемы, накопившиеся в фундаментальной физике.

Квантовые компьютеры, в отличие от классических, созданных по классическим законам физики, могут с молниеносной быстротой решать задачи случайного порядка, практически недоступные обычному компьютеру.

В классических компьютерах единицей измерения информации является бит. Он может принимать только два значения (в двоичной системе счисления это «0» и «1»). Биты в конкретный момент времени находятся только в одном состоянии.

В квантовых компьютерах информация зашифрована в кубитах (приставка «ку» происходит от английского слова quantum – квант), и количество возможных состояний компьютера – число 2 в той степени, сколько заложено в нём кубитов. Если, например, кубитов 100, квантовый компьютер находится одновременно в 2¹⁰⁰ состояниях, а это больше, чем атомов во Вселенной. При этом он работает параллельно сразу на всех этих уровнях. Профессор Лю Чаоян, один из руководителей разработки квантовых компьютеров в Китае, заметил, что создание квантового компьютера – это гонка не между странами, а между человечеством и природой.

В 1919 г. Google объявила о том, что её квантовый компьютер (с 53-кубитовым процессором) за 3 минуты 20 секунд выполнил расчёт, на который самому мощному в мире суперкомпьютеру «Саммиту» от американской компании IBM понадобилось бы примерно 10 тысяч лет. Но здесь следует иметь в виду, что квантовый компьютер решал задачу не с практическим содержанием, а искусственно созданную на перебор случайных чисел[36].

Неразрешимые проблемы, касающиеся понимания основ квантовой механики, на наш взгляд, связаны с игнорированием информационных свойств Вселенной. Принцип соответствия, впервые озвученный Нильсом Бором, в некоторой мере позволяет объяснить необычное поведение частиц в микромире. Он показывает, что в природе нет явных границ как между явлениями, так и между теоретическими описаниями природных явлений. Нам неизвестно, где прекращается действие квантового мира и начинается действие макроскопического мира, в котором все объекты имеют свойства. На этот вопрос ни квантовая механика, ни классическая физика ответа не даёт.

По-видимому, принцип соответствия указывает на то, что квантовый мир – это зона между информационным и материальным мирами. И в этой области, соприкасающейся одновременно с двумя разными мирами, мы наблюдаем проявление как материальных, так и информационных свойств Вселенной.

В теоретической физике квантовый мир представлен квантово-полевыми объектами. В современном представлении поле – безграничная и непрерывная динамическая физическая реальность, ответственная за взаимодействие объектов. С полями неразрывно связаны кванты. Они существуют только при наличии полей и представляют волны локального изменения напряжённости, распространяющиеся по соответствующим полям и состоящие из движения. Кванты полей переносят взаимодействия и обладают энергией. Гипотетически можно предположить, что благодаря такой особенности, поля могут выполнять роль посредников между информационным и материальным мирами.

Как известно, для хранения информации не требуется источник энергии. Такое отличительное свойство информации позволяет хранить её на любом, в том числе и нематериальном носителе. При этом на одном носителе могут быть расположены различные информационные программы.

Простейшим примером расположения двух программ на одном носителе служит всем известный радиоприёмник. В передающем устройстве на определённой несущей частоте записывается информация в виде звуковых частот и в таком виде распространяется по эфиру. Антенна радиоприёмника улавливает модулированные звуковой частотой высокочастотные сигналы, и после обработки радиоприёмником информация воспроизводится в заданной форме.

В настоящее время не существует ясного представления, что есть информация в широком смысле слова. Сущность информации наиболее точно охарактеризовал основоположник кибернетики Норберт Винер: «…информация есть информация, а не материя и не энергия. Тот материализм, который не признаёт этого, не может считаться жизнеспособным в настоящее время»[37].

Одним из удивительных свойств информации является то, что, будучи нематериальной, она может влиять на энергетические процессы. Проиллюстрируем это примером.

Представим систему: источник информации – информация – биологический усилитель – атомная бомба. Предположим, что оператор, который в рассматриваемой системе является биологическим усилителем, по команде «Уничтожить объект!» нажимает кнопку и приводит в действие взрывное устройство атомной бомбы.

Сопоставив нулевую энергию информации, поступившую на вход биологического усилителя, и усилие мускулов, необходимое, чтобы привести в действие взрывное устройство на выходе, можно утверждать, что биологический усилитель имеет бесконечный коэффициент усиления (энергию носителя информации мы не учитываем, поскольку в рассматриваемом примере она не оказывает никакого влияния на действия оператора). Предположение, что живая система представляет собой биологический усилитель с гигантским коэффициентом усиления, впервые выдвинул немецкий физик и математик Паскуаль Йордан.

В рассматриваемом усилителе можно выделить два каскада усиления. В первом каскаде нейроны мозга, получив извне информацию, сформировали на выходе сигнал, обладающий определённой энергией. Поскольку сама информация не обладает энергией, первый каскад усиления имеет бесконечно большую величину. Рассматривая второй каскад усиления, мы видим, что на его вход подаётся энергетический импульс, и его коэффициент усиления имеет конечное и вполне определённое значение.

В первом каскаде биологического усилителя информация, поступившая на вход, привела к образованию на выходе энергии. В данном примере энергия из ничего не возникла – закон сохранения энергии как бы не нарушен. Но рассматриваемый информационно-энергетический процесс не вписывается в классическую физику, поскольку начало нестабильности в системе положила нематериальная сущность – информация.

Представим, что во Вселенной имеется определённая структурированная информация, записанная на нематериальном носителе – геометрии пространства. Информация и геометрия пространства не обладают энергией. Также существует космический информационный усилитель, похожий на биологический, но не требующий использования известных физике источников энергии, а его вход рассчитан на приём информации с геометрии пространства.

При поступлении структурированной информации на вход такого информационного усилителя на выходе появится энергия:

Е = к · Еи,

где Е – энергия на выходе информационного усилителя;

к – коэффициент усиления информационного усилителя (равен бесконечности);

Еи – энергия, поступившая на вход информационного усилителя (равна нулю).

Уравнение представляет собой математическую неопределённость в виде произведения бесконечно малой величины на бесконечно большую величину. Данная неопределённость, в зависимости от начальных условий, может принять любое значение от нуля до бесконечности. В таком случае не возникает ли теоретическая возможность с помощью нематериальной сущности получать неограниченное количество энергии?

Рассмотрим с информационной стороны процесс образование атомного ядра. Известно, что в атомном ядре нуклоны проявляют свойства, которые отсутствовали у них в свободном состоянии, – между нуклонами начинают действовать специфические ядерные силы. Полного представления о ядерных силах у учёных до настоящего времени нет. Из-за огромной сложности расчёта ядерных взаимодействий теоретическая физика так и не смогла создать единую теорию атомного ядра.

По закону сохранения квантовой информации нуклоны должны содержать одну и ту же информацию, независимо от их месторасположения. Но если при образовании атомного ядра у нуклонов появляются новые свойства, логично предположить, что у них возникает и новая информация. В то же время нельзя исключить и альтернативное предположение: в момент образования атомного ядра новая информация не возникает – нуклоны её откуда-то получают.

Варианты получения нуклонами новой информации теоретическая физика не рассматривает. Не касается она и событий, которые могут происходить за время, меньшее, чем планковское (≈5,4·10–44 с) и на расстояниях меньше планковских (1,6·10–35 м), то есть в областях от 0 до ≈10–44 секунды и от 0 до ≈10–35 метра. С позиций теоретической физики в этих диапазонах величин может происходить всё что угодно, следовательно, и явления, не связанные с материальными процессами. Поскольку ниже границы планковских величин физические законы, описывающие материальный мир, не работают, можно предположить, что в этом диапазоне величин Вселенная имеет не материальную, а информационную природу.

В таком случае стоит ли безапелляционно отвергать Божественную (информационную, по сути) концепцию возникновения Вселенной, рассматривая её на пространственно-временных интервалах, где Вселенная не подчиняется ни одному из известных физических законов? И когда учёный с мировым именем, нобелевский лауреат В. Л. Гинзбург категорически заявил, что все рассуждения креационистов – бред, противоречащий науке, это вызывает удивление[38]. Категоричность в науке – не лучший способ установления истины.

Для нас непонятно, как может возникнуть противоречие между научным и религиозным воззрениями, если они рассматривают Мироздание с несовместимых друг для друга сторон. Главное различие между наукой и религией, по словам Макса Планка, состоит в том, что наука преимущественно пользуется разумом, а религия – верой[39]. Религию не интересуют физические законы и теории, объясняющие устройство материального мира. Сфера её интересов – духовное совершенствование человека.

Чем ближе физика подходит к истокам Мироздания, тем дальше она отдаляется от привычного для нас материального мира. «Мне кажется, я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает. <…> Если сможете, не мучайте себя вопросом "Но как же так может быть?", ибо в противном случае вы зайдёте в тупик, из которого ещё никто не выбрался, – предупреждает нас лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман. – Никто не знает, как же это может быть»[40].

А. В. Мелких утверждает, что Вселенная запрограммирована. По теории учёного, сложнейшие механизмы, обеспечивающие стабильность атомов и определяющие строение вещества, имеют информационную природу, что полностью исключает их случайное возникновение. Тот факт, что современная наука не располагает никакими свидетельствами, указывающими на возможность образования физического вещества из альтернативных атому элементов, говорит в пользу выводов учёного.

Теория известного цитогенетика Лима-де-Фариа объединяет неживую и живую материю в одно целое. Наблюдаемое сходство в принципах построения неорганического вещества и живой материи может служить подтверждением теории учёного:

– физические тела и живые организмы состоят из одних и тех же частиц – нейтронов, протонов и электронов;

– многоуровневая иерархия строения наблюдается как в объектах неживой материи, так и в живых организмах;

– активность различных генов в клетках делает клетки непохожими друг на друга – количественный состав нуклонов и электронов, образующих атомы, определяет свойства химических элементов;

– межклеточные контакты обеспечивают клеткам общение друг с другом, чем достигается устойчивость живого организма, – фундаментальные взаимодействия обеспечивают стабильность составных объектов неживой материи.

Предположив, что Вселенная запрограммирована, при переходе с одного уровня организации материи на другой, можно ожидать появление изменений и на информационных уровнях. Из этого следует: законы, применимые для микромира, могут оказаться неэффективными или даже неприменимыми на других уровнях строении материи, и наоборот. Подобно тому, как невозможно построить наглядную модель современного круизного лайнера с отображением всех его агрегатов и механизмов, нельзя создать единую теорию, которая в состоянии описать все происходящие во Вселенной процессы.

Механика Ньютона не работает в микромире и, вероятнее всего, в масштабах, сопоставимых с наблюдаемой Вселенной. Закон сохранения энергии за уши втянут в квантовый мир и, по-видимому, неприменим и для таких объектов Вселенной, как чёрные дыры. Учёными не найдено ни одного способа вывести из физики элементарных частиц значение космологической константы (физической постоянной, характеризующей свойства вакуума), сопоставимое с полученным в космологии. Значение космологической постоянной, предсказываемое квантовыми теориями поля, на много порядков превосходит полученное в космологии и создаёт проблему космологической постоянной.

Универсальная теория, описывающая Вселенную на всех пространственно-временных масштабах, у теоретической физики отсутствует. Попытки объединить две частные теории – квантовую механику и ОТО – в одно целое, предпринимаемые на протяжении столетия, не дали ощутимых результатов. Главная проблема объединения в том, что ОТО работает на непрерывном пространстве, в то время как квантовая механика описывает объекты дискретной природы. Это порождает между ними непримиримые разногласия при описании материального мира на разных уровнях его организации.

В соответствии с ОТО, частица, обладающая массой, должна искривлять пространство. В то же время принцип неопределённости Гейзенберга утверждает, что местонахождение частицы в конкретный момент времени неизвестно.

Согласно квантовой механике, чем больше мы сообщаем энергии частице, тем сильнее «рассеяние» этой частицы в пространстве. В ОТО энергия эквивалентна массе, и чем больше получает частица энергии, тем больше становится её масса в конкретной точке пространства. И в некоторый критический момент должен произойти гравитационный коллапс частицы (катастрофически быстрое сжатие под действием сил гравитации) в микроскопическую чёрную дыру. Эксперименты на ускорителях показали, что при столкновении частиц высоких энергий микроскопические чёрные дыры не образуются.

Две самые авторитетные физические теории вступают в противоречие и при описании чёрных дыр. Образование чёрных дыр в пространстве следует из решений уравнений Эйнштейна. Стивен Хокинг показал, что чёрная дыра, окружённая квантовыми полями, испускает частицы и испаряется. Гигантские размеры информации, накопленные с поглощённым веществом, исчезают при испарении чёрной дыры, что несовместимо с квантовой механикой.

Однозначного решения проблема парадокса чёрной дыры не имеет, но некоторые учёные полагают, что излучение Хокинга получено в определённом приближении, и к нему есть квантовые поправки. Они вносят существенный вклад в эффект, полученный Хокингом, следовательно, парадокса чёрной дыры нет[41].

По мнению известного учёного Ф. А. Цицина, «ЧД [чёрная дыра]… является "чёрным ящиком", на входе которого – аккрецируемая масса (энергия, заряд…); внутри которого действуют не известные нам физические законы; на выходе – должно наблюдаться по меньшей мере хокинговское излучение, но не исключены и на много порядков превышающие его феномены антиколлапса – выбросы всего того, что поступило на входе (с неизвестным перераспределением свойств, неизвестными временными сдвигами, неизвестным распределением выбросов по направлениям…). Возможные масштабы феноменов антиколлапса характеризуются тем, что в центральной планковской сингулярности ЧД заключено и таким образом не подчиняется нашей фундаментальной физике практически всё вещество этого объекта (а масса – кроме полевой)»[42].

Современные физические теории привязывают начало рождения Вселенной к планковским величинам. И все характеристики первоначального состояния Вселенной определяют исключительно из этих величин. До сих пор у теоретической физики нет ответа на вопрос, от решения которого зависит полнота космологической модели Вселенной. Это вопрос происхождения пространства и времени. По мнению некоторых исследователей, они родились вместе с материей, с энергией и являются результатом Большого взрыва.

Резонно предположить, что до Большого взрыва уже существовала никому не известная Первооснова, включающая в себя всё сущее. И эта независимая от материи Сущность, постоянно существующая, вполне могла не только положить начало процессам образования Вселенной, но и управлять в дальнейшем развитием этих процессов.

Квантовая механика и трансцедентальность

Мысль изречённая есть ложь.

Тютчев

В квантовой механике можно выделить два различных ответвления. Одно ориентировано на получение теоретических и экспериментальных результатов, другое – на интерпретацию квантовой механики. Неоднозначность понимания квантовой механики вызвала к жизни многочисленные её истолкования. Они по-разному решают проблемы коллапса (редукции) волновой функции и квантовых измерений, квантовой телепортации, а также других, противоречащих здравому смыслу явлений, наблюдаемых в квантовой механике.

По мнению Бора, «как бы далеко ни выходили явления за рамки классического физического объяснения, все опытные данные должны описываться при помощи классических понятий. <…> Поэтому экспериментальная установка и результаты наблюдений должны описываться однозначным образом на языке классической физики. <…> Поведение атомных объектов невозможно отграничить от их взаимодействия с измерительными приборами, фиксирующими условия, при которых происходят явления»[43].

Вопреки Бору Эйнштейн был уверен: «Существует нечто вроде "реального состояния" физической системы, существующего объективно, независимо от какого-то ни было наблюдения или измерения, которое в принципе можно описать с помощью имеющихся в физике средств»[44].

Спор между Бором и Эйнштейном остался незавершённым – физики-теоретики до настоящего времени не смогли создать непротиворечивую квантовую теорию измерения.

Одним из центральных понятий в квантовой механике является квантовая суперпозиция. В квантовой суперпозиции система может находиться не только в одном конкретном состоянии, но и одновременно в двух или более состояниях. Классический пример квантовой суперпозиции – двухщелевой эксперимент, названный известным физиком-теоретиком Ричардом Фейнманом в «Фейнмановских лекциях по физике» явлением, «….которое невозможно, совершенно, абсолютно невозможно объяснить классическим образом. В этом явлении таится сама суть квантовой механики».

Первым двухщелевой эксперимент провёл в начале XIX в. английский учёный Томас Юнг. Суть эксперимента в следующем. Имеется источник частиц, например электронов, и пластинка с двумя тонкими щелями; сзади установлен экран, на котором пролетающие через щели частицы оставляют следы.

Если мы закроем первую щель, увидим на экране тонкую полосу напротив второй щели. Если закроем вторую щель и откроем первую, полоса появится напротив первой щели. Открыв обе щели, мы будем наблюдать вместо полосы против одной из щелей интерференционную картину, что свидетельствует о прохождении частицы одновременно через обе щели. Следует отметить, что математическое описание этого процесса полностью соответствует экспериментальным данным.

Поставив около каждой щели детектор, мы обнаружим, что при прохождении электрона через экран срабатывает только один из детекторов и интерференция не наблюдается. Суперпозиции состояний нет. Наблюдение перевело объект из суммы неопределённых квантовых состояний в одно наблюдаемое классическое состояние.

Для объяснения эксперимента учёные предположили, что состояние частицы, обладающей волновыми свойствами, можно описать волновой функцией. Если частица прошла через одну щель, у неё одно состояние и одна волновая функция. Если частица прошла через другую щель, у неё другое состояние и другая волновая функция. При двух открытых щелях, согласно принципу квантовой суперпозиции, частица находится в суперпозиции первого и второго состояния (одновременно проходит через две щели). При этом её волновая функция – функция двух волновых функций, вызывающих интерференционную картину.

Принцип квантовой суперпозиции утверждает, что если квантовый объект, например электрон, может находиться в состоянии 1 и в состоянии 2, то он может находиться и в суперпозиции состояний – одновременно в состоянии 1 и 2. Суперпозиция – это не совокупность двух классических состояний частицы, а нелокализованное в пространстве состояние, в котором электрон как классический объект не существует.

Суперпозиция состояний обходит стороной тот факт, что, открывая вторую щель, мы изменяем поведение электрона, когда он проходит через первую щель. При двух открытых щелях каждая из них влияет друг на друга.

В 2016 г. международная группа экспериментаторов, возглавляемая американским профессором физики Робертом Бойдом, экспериментально подтвердила, что при прохождении фотона через три щели вклад в результирующую интерференционную картину вносят и невозможные для классической физики траектории. Это, например, траектории, по которым частица входит в одну щель, затем движется назад, проходит через другую щель и изменив траекторию выходит через третью щель.

Состояние частицы после прохода трёх щелей не эквивалентно сумме состояний её прохода в отдельности через каждую из щелей при закрытых двух других. Трёхщелевой эксперимент показал некорректность распространённого понимания принципа квантовой суперпозиции.

В 1942 г. Ричард Фейнман предложил альтернативное описание квантовой механики через интеграл по траекториям. В его основу вместо уравнения Шрёдингера для волновой функции определено не уравнение, а бесконечное интегрирование по всем возможным траекториям. Фейнман учитывал не только классические траектории при передвижении частицы из одной точки в другую, но и все без исключения траектории, соединяющие эти точки. При этом каждая из траекторий имела свой «вес». Наибольший вклад давали траектории, близкие к тем, которые предсказывает классическая физика[45].

Такой подход позволил наглядно связать квантовое и классическое описание движения. Интеграл по траекториям можно свести к дифференциальному уравнению Шрёдингера, поэтому первичной остаётся всё-таки волновая функция, трактовка которой сводится к перезаписи уравнения Шрёдингера[46].

В нашем представлении прохождение частицы по всем траекториям одновременно имеет физический смысл в том случае, если предположить, что в данный момент времени частица находится или в состоянии частицы, или в состоянии волны. При этом движущаяся частица пребывает попеременно в каждом из этих состояний (см «Квантовый мир и движение»).

Дискуссии среди учёных по вопросу интерпретации квантовой механики продолжаются более 75 лет и фактически зашли в тупик. В настоящее время существует около 20 интерпретаций квантовой механики, и, по выражению профессора А. Н. Верхозина, «каждая из них содержит зерно истины».

Наибольшее распространение получила копенгагенская интерпретация. На втором месте – многомировая (эвереттовская) интерпретация, после неё – бомовская и далее, с большим отрывом по числу сторонников – остальные интерпретации[47].

В основе копенгагенской интерпретации, сформулированной Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом, лежат два принципиальных положения:

а) вне наблюдения реальности не существует;

б) реальность «создаётся» самим наблюдателем.

По утверждению Бора, для выявления результата измерения требуется классический прибор. При измерении квантовый объект взаимодействует с измерительным прибором, что вызывает коллапс волновой функции измеряемого микрообъекта. В итоге суперпозиция переходит в одно наблюдаемое состояние.

Эвереттовская интерпретация со многими вселенными разрешает проблему коллапса волновой функции; бомовская предполагает возвращение физики к детерминизму, однако страдает выраженной нелокальностью.

В последнее время наметился интерес к информационной трактовке квантовой механики. Одна из причин – технологические достижения квантовой информатики. Вторая причина в том, что многие исследователи надеются с помощью информационной интерпретации квантовой механики разрешить трудности стандартной интерпретации.

Несмотря на то, что квантовая механика считается универсальной теорией, приложенная к макромиру, она порождает парадоксы. Наиболее известные из них – парадокс «кота Шрёдингера» и парадокс «друга Вигнера».

Суть мысленного эксперимента «кота Шрёдингера» в следующем. В закрытом ящике находится кот, счётчик Гейгера, ионизирующая частица и баллон с ядовитым газом. Если микрочастица проявит себя как корпускула, счётчик сработает, включит баллончик с ядовитым газом, и животное умрёт. Если частица поведёт себя как волна, кот будет живым.

Что можно сказать о коте, глядя на закрытый ящик? С бытовой точки зрения вероятность, что кот жив или мёртв 0,5:0,5. С позиций квантовой механики кот одновременно и жив, и мёртв и находится в суперпозиции двух состояний: живого и мёртвого кота. Это странное состояние будет продолжаться до тех пор, пока наблюдатель не проведёт измерение (заглянет в ящик) и таким образом снимет неопределённость.

Но кот не может быть одновременно и жив, и мёртв. По утверждению Шрёдингера реальность не может быть «размазана» в соответствии с волновой функцией.

Допуская применимость квантовой механики к макрообъектам, мы должны признать существование стороннего наблюдателя, от которого зависит состояние живого существа в ящике. Распространив применимость квантовой механики на Вселенную в целом, можно утверждать, что в ней существует Наблюдатель, от которого зависит состояние всех объектов во Вселенной.

Парадокс «друга Вигнера» – усложнённый парадокс «кота Шрёдингера». Его сформулировал один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике Юджин Вигнер. Суть парадокса в следующем. Друг Вигнера находится в лаборатории, там, где расположен ящик с котом. Сам Вигнер остаётся за дверью лаборатории. Когда друг Вигнера открывает ящик, он видит или не распавшуюся радиоактивную частицу и живого кота, или включённый баллончик с ядовитым газом и мёртвого кота.

До того момента, пока друг Вигнера не открыл ящик, кот для Вигнера находится в суперпозиции состояний. После открытия ящика кот переходит в одно из собственных состояний, но для Вигнера, который находится вне лаборатории, кот по-прежнему остаётся в суперпозиции состояний: он жив и мёртв одновременно. Следовательно, для самого Вигнера и его друга одновременно существуют два противоположных состояния кота, описываемые двумя разными волновыми функциями.

Приверженцы копенгагенской интерпретации утверждают, что парадокс с котом возникает потому, что его авторы и сторонники придерживаются реалистической трактовки квантовой механики. В реальном мире нет суперпозиции состояний, поэтому кот не может быть как в одном из собственных состояний (быть либо живым, либо мёртвым), так и в суперпозиции состояний (быть живым и мёртвым одновременно).

Следовательно, утверждение, что квантовая механика универсальна, противоречит заявлению, что на самом деле она неприменима к макромиру. Но, как известно, новая теория не должна противоречить существующим теориям и конфликтовать с ними.

Если для объяснения эксперимента с котом Шрёдингера применить информационную интерпретацию, можно сказать: пока кот находится в закрытом ящике, у нас имеется суперпозиция состояний – неопределённая информация о том, что кот и жив, и мёртв одновременно. После того как мы откроем ящик, наша информация изменится, и с вероятностью, равной единице, мы будем знать, жив кот или мёртв. До и после измерения в реальном мире никаких изменений не произошло. Для нас изменилась только информация, касающаяся состояния кота.

Необходимо отметить, что, по словам американского философа науки Кристофера Фукса, «квантовая механика всегда была об информации, просто сообщество физиков забыло об этом». В настоящее время имеются все основания полагать, что развитие квантовой информатики и квантовых технологий приведут к построению информационной интерпретации квантовой механики. Также не вызывает сомнений, что квантовая механика со временем трансформируется в информационную теорию микромира.

Основываясь на всем известном эксперименте с двумя щелями, польский физик-теоретик, ведущий специалист в области квантовой теории и декогеренции Войцех Зурек, в 2001 г. представил информационную интерпретацию квантовой механики. Её главная особенность в том, что в роли наблюдателя может выступать не только человек, но и объекты  окружающего мира.

В результате обмена информацией между квантовой системой и окружающей средой нарушается когерентность суперпозиционного состояния и происходит декогеренция. Окружение запутывает две части системы и распределяет квантовую когерентность среди огромного числа степеней свободы, что делает её практически ненаблюдаемой. По словам Зурека, «декогеренция и переход от квантовой области к классической (обычно рассматриваемый как нечто эзотерическое) является неизбежным следствием растворения системы в её окружении»[48].

В 2004 г. в Венском университете группа учёных под руководством Антона Цайлингера провела любопытный двухщелевой опыт по рассеянию фуллерена C70 (одной из аллотропных форм углерода, молекула которого состоит из 70 атомов) на дифракционной решётке. Экспериментаторы контролируемо нагревали аргоновым лазером молекулы и таким образом изменяли их внутреннюю температуру (среднюю энергию колебаний атомов углерода внутри молекул).

Любое нагретое тело испускает тепловые фотоны, спектр которых отражает среднюю энергию переходов между возможными состояниями системы. По нескольким таким фотонам с точностью до длины волны испускаемого кванта можно определить траекторию молекулы. Чем выше температура, тем меньше длина волны кванта, и тем точнее можно определить положение молекулы в пространстве. При некоторой критической температуре точность станет достаточной для определения на какой конкретно щели произошло рассеяние.

Эксперимент показал, что в отсутствии лазерного нагрева наблюдается интерференционная картина, аналогичная картине, полученной в двухщелевом опыте с электронами. Лазерный нагрев приводил сначала к ослаблению интерференционного контраста, а затем, по мере роста мощности нагрева, к полному исчезновению эффектов интерференции.

Было установлено, что при температурах T<1000°K молекулы ведут себя как квантовые частицы, а при T>3000°K – как классические тела.

Никаких детекторов в районе проведения эксперимента установлено не было. Роль детектора, выделяющего компоненты суперпозиции, выполняла окружающая среда. В ней при взаимодействии с тепловыми фотонами записывалась информация о траектории и состоянии молекулы фуллерена.

Учёные выяснили, что совершенно не важно, через что идёт обмен информацией: через специально поставленный детектор, окружающую среду или человека. Для разрушения когерентности состояний и исчезновения интерференционной картины имеет значение только принципиальное наличие информации, через какую из щелей прошла частица, а кто её получит – неважно. Фиксация или «проявление» суперпозиционных состояний вызывается обменом информацией между подсистемой (в данном случае частицей фуллерена) и окружением.

Выполненные в рамках теории декогеренции расчёты полностью согласуются с экспериментальными данными.

Эксперимент подтвердил выводы теории декогеренции о том, что в основе наблюдаемой реальности лежит нелокализованная и «невидимая» квантовая реальность, которая становится локализованной и «видимой» в ходе происходящего при взаимодействии обмена информацией и сопутствующей этому процессу фиксацией состояний[49].

Анализируя опыт Цайлингера, доктор физико-математических наук, профессор кафедры физики Псковского государственного университета (ПсковГУ) А. Н. Верхозин приходит к аналогичным выводам: «Опыт свидетельствует о том, что когерентная квантовая суперпозиция разрушается не из-за неконтролируемого возмущающего воздействия макроскопического прибора на микрообъект, как утверждается многими авторами, а благодаря информационному обмену между подсистемами – в опыте Цайлингера между молекулой фуллерена и окружающей средой. <…> Роль наблюдателя сводится к осознанию результатов опыта. Наблюдатель выступает как свидетель информационного обмена».

В своей статье Верхозин также отмечает, что аналогичный опыту Цайлингера эксперимент для фотонов, можно провести на самом простом и дешёвом оборудовании. В отличие от фуллерена, фотон не надо «подсвечивать». Достаточно пропустить луч лазера через дифракционную решётку. Регулируя ширину щели и (или) частоту лазера, можно ожидать, как в опыте Цайлингера, исчезновение и появление дифракционной картины. Но при любом соотношении длины волны лазера и периода дифракционной решётки (расстояния, через которые повторяются непрозрачные участки решётки) ничего подобного не наблюдается. Фотон – квантовая частица, и поток фотонов нельзя рассматривать как поток классических частиц, о чём многие забывают. Объясняя опыт Цайлингера, профессор Верхозин акцентирует внимание на том, что квантовые объекты, взаимодействуя с окружающей средой, обмениваются информацией. При этом он отмечает: «…сама система является носителем информации, и вопрос о её материальном носителе отпадает».[50].

Доминирует мнение, что обмен информацией (исключая искусственные информационные системы) может происходить только среди живых организмов, у которых за обработку информации отвечает мозг. При отсутствии мозга его роль выполняет нервная система, функциональными элементами которой являются нейроны.

В 2000 г. исследователь Тосиюки Накагаки и его коллеги из Университета Хоккайдо экспериментально показали, что одноклеточный слизевик вида Physarum polycephalum, не имеющий мозга и даже отдельных нервных клеток, может находить кратчайший выход из лабиринта[51].

В 2010 г. международная группа исследователей из университетов Хоккайдо, Оксфорда и Хиросимы, в которую также входил Тосиюки Накагаки, на подложке из агара разложили кусочки овсяных хлопьев (лакомство для слизевика) так, чтобы те отображали точную карту городов, лежащих вокруг японской столицы. Слизевика поместили в центр, там, где расположено Токио. Примерно через сутки плесень добралась до всех лакомств, сформировав между ними разветвлённую сеть путей, поразительно напоминающую реальную схему железных дорог Токио[52].

Двумя годами раньше учёные из компании Hewlett-Packard во главе со Стенли Уильямсом создали в лаборатории мемристор – элемент, обладающий памятью. Мемристор изменяет электрическое сопротивление в зависимости от протёкшего через него электрического заряда. Изменение проводящих свойств происходит за счёт химических превращений в двухслойной плёнке диоксида титана толщиной пять нанометров. Устройство ведёт себя совсем не так, как обычный резистор; не поддерживает магнитный поток подобно катушке индуктивности; не накапливает электрический заряд подобно конденсатору. Мемристор как бы запоминает прошедший через него заряд, и этим чем-то напоминает нейрон.

Исследователи выяснили, что свойствами мемристоров обладают и слизевики: их отростки, тянущиеся к пище, меняют электрическое сопротивление под действием электрического тока[53].

В 1978 г. Джон Уилер придумал в квантовой механике мысленный эксперимент, который смог бы показать, «чувствует» ли свет экспериментальный прибор. Реализовала воображаемый Уилером эксперимент с отложенным выбором в 2015 г. группа физиков из Австралийского национального университета в Канберре во главе с профессором Эндрю Траскоттом. В опыте, вместо фотонов, исследователи применили сверххолодные метастабильные атомы гелия.

Атомы были переведены в состояние конденсата Бозе – Эйнштейна. Конденсатом Бозе – Эйнштейна называют агрегатное состояние вещества, основу которого составляют бозоны, охлаждённые до температуры, близкой к абсолютному нулю. В этом состоянии большинство атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях, что позволяет наблюдать квантовые эффекты на макроскопическом уровне. Затем все атомы, кроме одного, были удалены. Оставшийся атом пропустили между двумя лазерными лучами, которые сформировали решётку.

Исследователи решили выяснить: если речь идёт об объекте, который может вести себя либо как частица, либо как волна, в какой момент времени он «решает», как именно себя вести.

При первом эксперименте, после того как атом пересекал первое препятствие, на пути атома добавлялась вторая решётка из лучей лазера. После её добавления атом, как и волна, двигался по двум возможным путям.

При повторном эксперименте, когда вторую решётку из лазеров убирали, атом выбирал только один из возможных путей. Введение второй решётки определяло, появляется ли атом как частица или как волна, когда проходит через первую решётку, – будущее как бы влияло на прошлое атомов.

Решение о том, будет или нет существовать на пути атома «экран», принималось на основании работы квантового генератора случайных чисел. По релятивистским меркам генератор был разделён с атомом, и никакого взаимодействия между ними быть не могло.

Исследователи сделали вывод, что атом не мог «определиться со своей природой» до тех пор, пока не подвергся наблюдению (измерению) во второй раз. Они подчеркнули, что атом не выбирает, кем ему быть – волной или частицей. Его свойство возникает в тот момент, когда проводится измерение.

«Наше исследование доказывает, что измерение решает всё. На квантовом уровне реальность не существует, если вы её не наблюдаете», – пояснил результаты эксперимента руководитель исследования Эндрю Траскотт. Исследователи уверены, что только после измерений в конечной точке наблюдения станет понятно, повёл себя атом как волна, разделяясь по двум направлениям, или как частица, выбирая одно направление. По словам Траскотта, если кто-то предпочитает верить в то, что атом действительно «выбрал» определённый путь или пути, он должен признать, что будущие измерения влияют на прошлое[54].

Учёные уверены, что эксперимент полностью подтвердил предсказание квантовой механики. Однако ранее проведённый двухщелевой опыт Цайлингера по рассеянию фуллерена C70 показал, что переход квантовых объектов в классические при их взаимодействии с окружающей средой (декогеренции) происходит не по причине измерения, но в результате взаимодействия квантового объекта с окружением за счёт теплового излучения. И это общий механизм, который имеет отношение ко всем макроскопическим телам[55].

По мнению Войцеха Зурека, наше сознание воспринимает только одну из квантовых альтернатив (неклассических суперпозиций) что порождает проблему измерения в квантовой механике. Учёный пишет: «…наше восприятие не приспособлено для проверки квантовой механики. Скорее, оно развивалось в ходе процесса, в котором выживание наиболее приспособленного играло центральную роль. Нет причин эволюционного характера для формирования восприятия, если ничего нельзя извлечь из предсказания.»[56].

Возможно, по этой причине в нашем организме отключены механизмы, позволяющие получать информацию о будущем. Тем не менее факты свидетельствуют, что некоторые люди обладают экстрасенсорным восприятием, позволяющим предсказывать будущее. На телепатические и ясновидческие возможности у людей указывали исследователи архаичных народов, в частности, этнографы Эндрю Лэнг и Эдуард Тайлор. Лэнг допускал реальность телепатии и ясновидения и призывал исследователей мифологии и религии более внимательно относиться к таким явлениям, как ясновидение, гипнотизм, телепатия, галлюцинирование и т. п[57].

Известно, что на основании физических законов можно предвидеть как будущее материальных объектов, так и воспроизвести их прошлое. Теория вероятностей, изучающая случайные события, а также статистическая физика, делающая предсказания исходя из свойств и взаимодействия элементов, образующих объект, указывают на то, что все во Вселенной события происходят по определённым законам, вне зависимости от того, в нашем понимании детерминированы они или случайного характера.

Поскольку организм человека состоит из тех же элементов, что и физические объекты, он подчиняется всем правилам, установленным для материального мира. В то же время душа человека нематериальна по своей природе, и потому неподвластна законам, описывающим реальный мир. Как происходит взаимодействие духовной сущности с информационным миром Вселенной никому неизвестно.

Рождается человек уже наделённый от предков свойственным только ему набором генетического материала и психологическими компонентами предрасположенности, обуславливающими его поведение. Рождение происходит в конкретное время и при определённых условиях. Изменить время и место свершившегося факта рождения, а также полученные от родителей гены невозможно. Это позволяет утверждать: каждый человек изначально наделён условиями, предопределяющими его судьбу. Следовательно, будущее его может быть предсказано.

Известно, что элемент спонтанного предсказания в виде озарения иногда возникает у некоторых учёных. Озарение – неконтролируемое, мгновенно наступающее прояснение сознания, приводящее к открытию невыводимого из прошлого опыта закона или решению неразрешимой раньше задачи. Оно приходит в сознание как бы из будущего, без видимой связи с текущим состоянием психики. По-видимому, подобный вид озарения наблюдается и у людей, обладающих экстрасенсорным восприятием.

Официальная наука и скептики отрицают возможность существования экстрасенсорных способностей, полагая, что для их признания нет никаких научных доказательств. Тем не менее учёные всё-таки пытаются выяснить, как возникает у людей этот феномен.

Иногда дар ясновидения возникает у человека, пережившего клиническую смерть. Некоторые ясновидящие появление у них дара связывают с Божественным озарением, после которого стали замечать у себя необычные способности. Но как учёные, так и обладатели этого дара в качестве непременного условия склонны считать наследственность.

В семье французской ясновидящей Анны Шамфор, обладательницы престижной награды «Золотой талисман ясновидения», получившей титул «Лучшая мировая ясновидящая", дар предсказания передавался из поколения в поколение. Но у Анны экстрасенсорные способности оказались самыми сильными в семье: коэффициент точности её предсказаний составил примерно 90 %[58].

Нельзя исключить, что дар ясновидения может наложить отпечаток на психику. И тогда под воздействием различных внешних или внутренних факторов границы между реальностью и вымыслом, фантазией и предвидением размываются. Обострённая чувствительность вкупе с воображением в состоянии вызвать у некоторых предсказателей будущего образы, схожие с галлюцинациями, которые они, скорее всего, сочтут за ясновидение.

Журналисту, который взял в 1983 г. у Ванги интервью, на вопрос, видела ли она Иисуса Христа, Ванга ответила так: «Да, видела. Но он вовсе не такой, как изображён на иконах. Христос – огромный огненный шар, на который невозможно смотреть, настолько он ярко светел. Только подобен внешне человеку, знай, тут скрыта неправда». На вопрос племянницы Красимиры Стояновой: «Вправду ли посещают Землю те инопланетные корабли, которые называются столь примитивно "летающими тарелками"?» – последовал ответ: «Да, это так»[59].

Ясновидящие, как и обычные люди, могут ошибаться. Предсказывая будущее, Ванга часто допускала ошибки, но болгарский КГБ, с которым она сотрудничала, скрывал это.

Известный советский и российский журналист и писатель Я. К. Голованов попытался выяснить у всемирно известного гипнотизёра и предсказателя будущего, провидца № 1 в СССР Вольфа Мессинга, как у него происходит предсказание:

«– Видите ли, какое дело… Я ведь могу узнавать будущее… Я знаю, что этому можно позавидовать, но, поверьте, этому я не рад. Иногда меня знакомят с человеком, и я сразу вижу, что он скоро умрёт. А человек симпатичный, весёлый, он этого не знает, и сказать ему нельзя. Как скажешь? И так тяжело на душе…

– Вы видите признаки неизлечимой болезни на его лице, в глазах, в цвете кожи?

– Я не вижу никаких признаков, – вздохнул Мессинг, – я просто смотрю на него и знаю, что он скоро умрёт. Понимаете, я бы и сам хотел понять, каким образом я угадываю или предсказываю, но не могу этого объяснить… Со мной беседовали учёные, наверное, думали, что я что-то скрываю, но я ничего не скрываю. Я не знаю. Просто в глубине сознания само собой возникает некое убеждение, что это так, а не иначе. Не надо сомневаться, не надо пытаться объяснить, почему это так. Наоборот, надо постараться продлить это чувство, не разрушая его никакими сомнениями…»[60].

Финалистка украинской телевизионной передачи «Битва экстрасенсов. Третья мировая», победительница Балтийской битвы экстрасенсов эстонка Илона Калдре к осознанию дара предвидения пришла в операционном отделении больницы, где проходила учебную практику в качестве медсестры.

У неё также нет объяснения своему экстрасенсорному восприятию: «Ко мне на перевязку пришёл человек, у которого была трепанация черепа. Я ясно видела, что через два дня он умрёт. Это было ужасно. Каждый раз мои прогнозы, к сожалению, сбывались, работать становилось всё сложнее. <…> Я не пытаюсь объяснить, как действует этот феномен, я просто прислушиваюсь к себе, учусь и оттачиваю мастерство. Любой талант нужно развивать – если ничего не будешь делать, он исчезнет и лопнет как мыльный пузырь»[61]

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Шалак В. И. «Против апорий». Противоположности и парадоксы. – М.: "Канон+" РООИ «Реабилитация», 2008. https://iphras.ru/uplfile/logic/shalack/contra_aporia.pdf.

Примечание: ссылки на интернет-страницы приведены по состоянию на 10.06.2022 г.

Вернуться

2

Википедия: Апории Зенона. https://ru.wikipedia.org/wiki/Апории_Зенона.

Вернуться

3

Гегель Г. В. Ф. Лекции по истории философии: В 3-х кн. – СПб.: Наука, 1993. – Кн.1.

Вернуться

4

Смородинский Я. А. Масса. – В кн.: Физический энциклопедический словарь, 1983. https://gufo.me/dict/physics/МАССА.

Вернуться

5

Hossenfelder S. Why an Old Theory of Everything Is Gaining New Life, 08.01.2018. https://www.quantamagazine.org/why-an-old-theory-of-everything-is-gaining-new-life-20180108/.

Вернуться

6

Ровелли К. Срок времени: Пер. с итал. – М.: АСТ CORPUS, 2020. (Библиотека фонда «Траектория»). http://loveread.ec/view_global.php?id=84123.

Вернуться

7

Каменщик А. Ю. Уилера – де Витта уравнение. – В кн.: Электронная «Физическая энциклопедия». http://femto.com.ua/articles/part_2/4202.html.

Вернуться

8

Смолин Ли. Неприятности с физикой: взлёт теории струн, упадок науки и что за этим следует: Пер. с англ., 2006. http://www.rodon.org/sl/nsfvtsunichzes/.

Вернуться

9

Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Краткий курс теоретической физики: В 3-х кн. – М.: Наука, 1969. – Кн.1:Механика. Электродинамика.

Вернуться

10

Wolchover N. New Quantum Theory Could Explain the Flow of Nime, 25.04.2014 г. https://www.wired.com/2014/04/quantum-theory-flow-time/.

Вернуться

11

Fröwis F., Strassmann P. et al. Experimental certification of millions of genuinely entangled atoms in a solid. – Nature Communications, 2017. https://www.nature.com/articles/s41467–017–00898–6.

Вернуться

12

Розенбергер Ф. История физики: В 4-х кн. Пер. с нем. – М-Л., НКТП СССР, 1936. – Часть 3, выпуск 2: История физики за последнее (XIX) столетие.

Вернуться

13

Киракосян Г. Ш. Корреляция Постоянной Тонкой Структуры с перераспределением интенсивностей в интерференции циркулярно поляризованной Волны Комптона. http://n-t.ru/tp/ng/fs.pdf.

Вернуться

14

Kotuš S., Murphy M. et al. High-precision limit on variation in the fine-structure constant from a single quasar absorption system, 2016. https://arxiv.org/abs/1609.03860.

Вернуться

15

Wilczynska M., Webb J. et al. Four direct measurements of the fine-structure constant 13 billion years ago. – Science Advances, 2020. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aay9672.

Вернуться

16

Тунцов А. Карлики рушат законы механики, 22.04.2009 г. https://www.gazeta.ru/science/2009/04/22_a_2977764.shtml.

Вернуться

17

Смолин Ли. Неприятности с физикой: взлёт теории струн, упадок науки и что за этим следует: Пер. с англ., 2006. http://www.rodon.org/sl/nsfvtsunichzes/.

Вернуться

18

Хазен А. М. Закон иерархического синтеза действия-энтропии-информации и категории философии, 2008. https://cyberleninka.ru/article/n/zakon-ierarhicheskogo-sinteza-deystviya-entropii-informatsii-i-kategorii-filosofii.

Вернуться

19

Базалук О. А. Современная теория эволюции (модель «Эволюционирующая материя»), 2011. (Философия и Космология). https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennaya-teoriya-evolyutsii-model-evolyutsioniruyuschaya-materiya.

Вернуться

20

Пенроуз Р. Новый ум короля. О компьютерах, мышлении и законах физики: Пер. с англ. – М.: Едиториал УРСС, 2003. https: www.litmir.me/br/?b=219364.

Вернуться

21

Базалук О. А. Мироздание: живая и разумная материя (историко-философский и естественнонаучный анализ в свете новой космологической концепции). – Днепропетровск: Пороги, 2005. https://salik.biz/doc/215-mirozdanie-zhivaja-i-razumnaja-materija.html.

Вернуться

22

Цит. по: Википедия: Ламаркизм. https://ru.wikipedia.org/wiki/Ламаркизм.

Вернуться

23

Лима-де-Фариа А. Эволюция без отбора. Автоэволюция формы и функции: Пер. с англ. – М.: Мир, 1991. https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/1760/1/1130179.pdf.

Вернуться

24

Мелких А. В. Теория направленной эволюции, 04.2019. https://www.researchgate.net/publication/332555630_Teoria_napravlennoj_evolucii.

Вернуться

25

Sputnik Armenian: Учёный из Токио представит японскую модель развития жизни на форуме в Ереване, 2019. https://ru.armeniasputnik.am/society/20190329/17861135/mezhdunarodnyj-forum-v-yerevan-uchenyj-iz-tokio-predstavit-yaponskuyu-modtl-razvitiya-zhizni.html.

Вернуться

26

Блюменфельд Л. А. Информация, термодинамика и конструкция биологических систем. – Соросовский образовательный журнал, 1996, № 7. https://www.evolbiol.ru/docs/docs/blumenfeld1996.pdf.

Вернуться

27

Розенталь И. Л. Элементарные частицы и структура Вселенной. – М.: Наука, 1984.

Вернуться

28

Collett T., Oldham L. et al. A precise extragalactic test of General Relativity. http://www.spacetelescope.org/static/archives/releases/science_papers/heic1812/heic1812a.pdf.

Вернуться

29

Мелких А. В. Теория направленной эволюции, 04.2019. https://www.researchgate.net/publication/332555630_Teoria_napravlennoj_evolucii.

Вернуться

30

Википедия: Теоремы Пенроуза – Хокинга о сингулярности. https://ru.wikipedia.org/wiki/Теоремы_Пенроуза_ – _Хокинга_о_сингулярности.

Вернуться

31

Кабалдин Ю. Г., Кретинин О. В. Время как информация, 28.04.2011. https://cyberleninka.ru/article/n/vremya-kak-informatsiya.

Вернуться

32

Гухман В. Б. Философия информации. 2-е изд.; исп. – М.: Интуит, 2016.

Вернуться

33

Куракин П. В. Скрытые параметры и скрытое время в квантовой теории, 2004. https://www.keldysh.ru/papers/2004/prep33/prep2004_33.html.

Вернуться

34

Хренников А. Ю. Неравенство Белла и возможные интерпретации его нарушения. https://mipt.ru/education/chair/theoretical_physics/upload/04b/2008–11–19-arpg9k4hktm.PDF.

Вернуться

35

Stanford Encyclopedia of Philosophy: Bell’s Theorem, 13.03.2019. https://plato.stanford.edu/entries/bell-theorem/.

Вернуться

36

Arute F., Arya K. et al. Quantum supremacy using a programmable superconducting processor. – Nature, 2019. https://www.nature.com/articles/s41586–019–1666–5.

Вернуться

37

Винер Н. Кибернетика. – М.: Советское радио, 1968.

Вернуться

38

Expert.ru: Виталий Гинзбург про константы и бога, 22.05.2008. https://expert.ru/russian_reporter/2008/19/ginzburg.

Вернуться

39

Макс Планк. Религия и естествознание. – Вопросы философии, 1990, № 8. http://vivovoco.astronet.ru/VV/PAPERS/ECCE/PHIL2.HTM.

Вернуться

40

Фейнман Р. Характер физических законов: Пер. с англ., 2-е изд. исп. – М.: Наука, 1987. (Б-ка «Квант», № 62).

Вернуться

41

Ахмедов Э. «Никакого парадокса нет», 09.09.2015. https://nplus1.ru/material/2015/09/09/hawking-and-the-paradox.

Вернуться

42

Цицин Ф. А. Чёрные дыры и современная научная картина мира. – В сб.: Астрономия и современная картина мира. М.: ИФРАН, 1996. https://iphras.ru/uplfile/root/biblio/1996/Astronomiya.pdf.

Вернуться

43

Бор Н. Избранные научные труды: В 2 т. – М.: Наука, 1971. (Серия «Классики науки»). – Т. 2.

Вернуться

44

Эйнштейн А. Собрание научных трудов: В 4 т. – М.: Наука. 1965. (Серия «Классики науки»). – Т. 4.

Вернуться

45

Коржиманов А. Существование «неклассических» траекторий подтвердили в эксперименте с тремя щелями, 18.01.2017. https://nplus1.ru/news/2017/01/18/non-classical-trajectory.

Вернуться

46

Верхозин А. Н. Интерпретация квантовой механики, 2013. https://cyberleninka.ru/article/n/interpretatsiya-kvantovoy-mehaniki.

Вернуться

47

Мамчур Е. А. В поисках информационной интерпретации квантовой механики. 2016. https://cyberleninka.ru/article/n/v-poiskah-informatsionnoy-interpretatsii-kvantovoy-mehaniki.

Вернуться

48

Зурек В. Декогеренция и переход от квантового мира к классическому (с добавлением автора). – Los Alamos Science, 2002. http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/zurek_dekogerencia.pdf.

Вернуться

49

Заречный М. Основы квантовой механики на примере двухщелевого эксперимента. – В кн.: Квантово-мистическая картина мира. Структура реальности и путь человека. – М.: ИГ «Весь», 2007. https://webhamster.ru/mytetrashare/index/mtb0/14968252794xd2ivpdem.

Вернуться

50

Верхозин А. Н. Тепловая декогеренция (анализ результатов опыта исследовательской группы Цайлингера), 2013. https://cyberleninka.ru/article/n/teplovaya-dekogerentsiya-analiz-rezultatov-opyta-issledovatelskoy-gruppy-tsaylingera.

Вернуться

51

Nakagaki T., Yamada H., Tóth Á. Maze-solving by an amoeboid organism. – Nature, 2000. https://www.nature.com/articles/35035159.

Вернуться

52

Плесневый гриб воспроизвёл карту токийской железной дороги, 22.01.2010.  https://novostey.com/science/news197297.html.

Вернуться

53

Gale E., Adamatzky A., De Lacy Costello B. Slime Mould Memristors, 2014. https://www.researchgate.net/publication/237843115_Slime_Mould_Memristors.

Вернуться

54

Science Daily: Experiment confirms quantum theory weirdness, 27.05.2015. https://www.sciencedaily.com/releases/2015/05/150527103110.htm.

Вернуться

55

Hackermüller L., Hornberger K. et al. Decoherence of matter waves by thermal emission of radiation. – Nature, 2004. https://www.nature.com/articles/nature02276, http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/zurek_dekogerencia.pdf.

Вернуться

56

Зурек В. Декогеренция и переход от квантового мира к классическому (с добавлением автора). – Los Alamos Science, 2002. http://www.chronos.msu.ru/old/RREPORTS/zurek_dekogerencia.pdf.

Вернуться

57

Лэнг Э. Становление религии – В кн.: Классики мирового религиоведения: В 2 т. – М.: Канон, 1998. – Т. 2: Мистика. Религия. Наука. https://predanie.ru/book/204354-proishozhdenie-religii/.

Вернуться

58

Романов Д. Откуда у людей дар ясновидения? – АиФ, 2015, № 16. https://aif.by/dontknows/otkuda_u_lyudey_dar_yasnovideniya_.

Вернуться

59

Стоянова К. Правда о Ванге. – М.: Самоцвет, 1997. https://libking.ru/books/nonf-/nonf-biography/450177-krasimira-stoyanova-pravda-o-vange.html.

Вернуться

60

Симонов В. А. 2012. Большая энциклопедия апокалипсиса. Будущее Росси и мира. – М.: Эксмо, 2010.

Вернуться

61

Ермолаева Н. Как развить экстрасенсорные способности, 18.12.2013. https://rg.ru/2013/12/18/eastonka-site.html.

Вернуться