Квантовый ум. Грань между физикой и психологией

Иными словами, если вы едете на тележке по тротуару между точками 1 и 2, то для описания вашего движения можно использовать следующие расстояния, времена и скорости в данных точках (см. рис. 12.1).

Рис. 12.1. Тележка, движущаяся между двумя точками

Почему нам нужны все эти измерения времен и пространств? Расстояния недостаточно рассказывают вам о вашей тележке. Одних времен недостаточно. Скорости говорят больше! Но даже скоростей недостаточно. Нам нужно знать ваше ускорение – темп изменения скорости (точно так же, как скорость – это темп изменения расстояния).

Теперь мы имеем больше информации о тележке в точке х. Мы знаем, где находится ваша тележка, когда она там находится, ее скорость, а также то, ускоряется ли она, когда ее скорость меняется. Разумеется, нам неизвестно, кто ей управляет, какова духовная атмосфера в этой тележке, мы по-настоящему не чувствуем ее процесс. Все эти вещи, по крайней мере временно, маргинализируются нашей математикой. Мы можем прослеживать, как движется наша тележка. Давайте используем крайний пример и будем говорить, что тележка некоторое время движется прямо, но затем падает с обрыва. Осторожно! Впереди обрыв! Ой, тележка падает!

Рис. 12.2. Тележка упала с обрыва

Если бы вы не были так напуганы своим падением, то могли бы измерять свою высоту над землей в позициях 1 и 2.

Мы можем изобразить все это графически. Допустим, что за одну секунду вы падали на 1 фут, за две – на 2 фута, за три – на 3 фута. В координатах расстояния и времени ваш путь выглядел бы примерно так, как показано на рис. 12.3

Рис. 12.3. Гипотетическое расстояние падения во времени

На рисунке 12.3 расстояние, на которое вы упали в данный момент, представляет собой линейный график в координатах расстояния в футах и времени в секундах. Это отношение между пространством и временем вашего движения. Здесь скорость в любой момент или расстояние, проходимое в единицу времени, постоянны. Расстояние и время меняются, но их отношение остается неизменным. Вы падаете с одной и той же скоростью. Так думали люди до Галилея.Но в действительности ваше положение меняется быстрее, чем показывает линейный график 12.3. На самом деле можно измерить, что за одну секунду, отсчитываемую вашими часами, вы падаете примерно на 16 футов. Через две секунды оказывается, что вы упали примерно на 64 фута. За 3 секунды вы упадете примерно на 144 фута. С течением времени x растет все быстрее и быстрее! (А потом вас начинает тормозить воздух, не давая вам разогнаться еще сильнее.)

Рис. 12.4. Действительное расстояние, на которое падает ваша тележка с течением времени

График, показанный на рис. 12.4, описывается уравнением x = 16t², где x – расстояние в метрах, а t – время в секундах. Проверьте это. Подставляя в уравнение 1 секунду, получаем 16 футов, две секунды в квадрате равно 4, 4 раза по 16 равно 64 и так далее. Это близко к тому, что вы измерите. Поскольку, согласно дифференциальному исчислению, v = dx/dt, скорость является функцией времени, или v = 32t. Так как a = dv/dt, a = 32 фута в секунду за секунду – это ускорение, создаваемое силой тяготения на поверхности земли.

3. Возможно, именно поэтому Олдос Хаксли однажды сказал: «Если бы мы развились в расу Ньютонов, это бы не было прогрессом. Ибо ценой, которую Ньютону приходилось платить за превосходный интеллект, была неспособность к дружбе, любви, отцовству и многим другим желательным вещам. Как человек, он был неудачником, как монстр, он был превосходен». Это высказывание Хакси приводится в статье Джона Кинза (John Keynes) «Ньютон, человек» в сборнике «Мир математики», (том 1).

4. Теория относительности предсказывает следующую формулу изменения массы в зависимости от скорости по отношению к наблюдателю: m₀[1 – v2/c2], где означает квадратный корень, с – это скорость света, а m₀ – так называемая масса покоя.

5. В первой главе книги «Тело шамана» я обсуждаю философию дона Хуана, который, подобно даосам, полагает, что все происходящее таинственно, во всем действуют непостижимые силы, и никто – ни ученый, ни мистик – не может делать ничего иного, кроме как вступать в союз с этими силами.

13. Теория теорий

Если правда, что Земля круглая и что Бог может видеть всех, означает ли это, что Он (окружает землю) и похож на круг?

Трехлетний ребенок из книги Доры Калф «Игра в песочек»

Причинные законы Ньютона безраздельно и безмятежно царствовали с 1600-х гг. вплоть до начала XX в. отчасти из-за конформистского коллективного мышления. В этой главе мы будем вместе исследовать, как законы физики отражают изменения в коллективном осознании.

Мы видели, что законы Ньютона адекватно объясняют поведение крупных объектов при скоростях, значительно меньших скорости света. Кроме того, мы узнали, что дифференциальное исчисление, которое выражает законы движения, никогда не может обеспечивать абсолютно точное измерение. Не существует способа прослеживать процесс с той точностью, которую предполагает математика. Дифференциальное исчисление подразумевает, что со всеми физическими процессами движения связана неопределенность.

Между 1905 и 1927 гг. физики, работавшие в области квантовой механики, пришли к сходным выводам о неопределенности не на основе анализа математики, а путем исследования поведения атомов и субатомных частиц. Из всех формулировок квантовой механики сегодня получила наибольшее признание так называемая Копенгагенская, или индетерминистическая, интерпретация экспериментальных событий. Другие формулировки, например причинная теория Дэвида Бома, предлагают другие интерпретации тех же самых событий, но в настоящее время разработаны менее полно.

Нерешенные загадки субатомной физики не станут для нас большой неожиданностью, поскольку мы видели, что даже использовавшиеся Ньютоном понятия силы, массы и частицы, которые основывались на макроскопических аспектах общепринятой реальности, а не на событиях субатомного измерения, уже были неопределенными.

Квантовая механика

Примерно до 1900 г. и до появления квантовой механики материя считалась совокупностью воображаемых частиц. В механике Ньютона каждая частица в большей степени представляет собой математическое понятие, нежели реальность. Такая частица обладает массой и определенным положением в пространстве и времени, однако не имеет никакой протяженности в пространстве, никакого объема.

Исследования атомов породили новое отношение к частицам. Было обнаружено, что свойства частиц, например их положение в пространстве и времени, необходимо понимать в терминах вероятных положений. Теперь субатомные частицы были уже не простыми точками в четко определенных положениях, а скорее сущностями, которые имели определенную вероятность нахождения в данном положении в данное время.

Более того, их энергии не могли иметь любую величину, а были квантованными, то есть атомы поглощали и испускали энергию небольшими порциями, или квантами, как их называл Эйнштейн, которые могли иметь только определенную величину. Например, было обнаружено, что если атом нагревать, то испускаемое им излучение, в котором проявляется его энергия, имеет только определенные цвета или частоты. Примерно с 1905 г. энергия материи считается квантованной.