Новая Физика Веры
Шрифт:
Взгляды Бома на «неразрывное единство» противоречили механистической точке зрения ученых, которые рассматривали мироздание как вселенскую машину. Мир сводился к набору основных элементов, которыми служат частицы (электроны, протоны, кварки, атомы и т. д.) и различные виды непрерывно простирающихся в пространстве полей. Все эти элементы являются в своей основе внешними по отношению друг к другу, и не только в том, что они разделены в пространстве, но и в том, что фундаментальная природа каждого независима от фундаментальной природы соседа, а силы взаимодействия не затрагивают глубоко внутреннюю природу элементов. Такую структуру, скорее, можно сравнить с машиной, чем с единым организмом.
Безусловно, механистический подход допускает существование биологического организма (ибо
О том, что современная наука не имеет языка описания целостного мира, шла речь на конференции «Научные итоги второго тысячелетия: взгляд из России», которая проходила в конце 2000 года в Петербурге. Ученые резюмировали:
Наука разложила мир на элементарные кирпичики. Изучая организм, она опускалась до клетки. Однако современные данные в области молекулярной биологии показывают, что для того, чтобы описать только одну единственную органическую клетку, потребуется целая человеческая жизнь с расчетом на то, что человек будет описывать ее 24 часа в сутки. Выходит, что клетка представляет собой Вселенную, и путь дробления мира на кирпичики в целях его познания является тупиковым. Мир, разбитый на кусочки, стал таким же непонятным, как разрезанный на миллионы кусочков шедевр мастера. Процесс познания остановился (6).
Гипотеза квантового потенциала постулировала существование целого и его частей, которые являются соотносительными категориями: говоря об одном, следует подразумевать другое. Нечто может быть частью, только если существует целое, частью которого оно может быть.
Свое альтернативное видение квантовой теории Бом обнародовал в печати в 1952 году.
Реакция на его работу была в основном отрицательной. Некоторые физики настолько верили в то, что никакие альтернативы невозможны, что отвергли его теорию без рассмотрения. Другие обрушили на нее яростные атаки. В конце концов все возражения свелись к философским разногласиям: точка зрения Бора была настолько укоренена в физику, что альтернативный подход Бома казался более чем ересью.
Несмотря на остроту атак, Бом верил, что существует более глубокая реальность, нежели та, которую допускает Бор, и невозмутимо продолжал шлифовать свой альтернативный подход к квантовой физике.
Однако более чем сдержанная реакция научной общественности на его идеи относительно единства и нелокальности, а также неясность дальнейших исследований в этом направлении заставили его переключиться на другую тему. В 1960-х годах он занялся пристальным изучением порядка.
О порядке. В классической науке все объекты обычно разделялись на две категории: объекты, обладающие упорядоченностью своих частей, и объекты, части которых находятся в неупорядоченном, или случайном, состоянии. Снежинки, компьютеры и живые существа – все это примеры упорядоченных объектов. Рассыпанные зерна кофе на полу, обломки после взрыва, числа, генерируемые рулеткой, – примеры неупорядоченных объектов.
Возникает вопрос: что есть порядок? Вообще говоря, некоторое представление о порядке имеется практически у каждого. Все мы знакомы с порядком чисел, с порядком точек в линии, порядком функционирования организма, множеством порядков тонов в музыке, порядком времени, порядком языка, порядком мышления и т. д. Однако дать обобщенное и внятное понятие порядка, по мнению Бома, невозможно (7).
По мере того как Бом все более углублялся в изучаемый предмет, он стал понимать, что существуют различные степени порядка. Некоторые вещи более упорядочены, чем другие, причем иерархия порядка бесконечна во Вселенной. Из этого Бом сделал вывод: то, что нам кажется неупорядоченным, вовсе может и не являться
таковым. Возможно, порядок этих вещей имеет «такую бесконечно большую величину», что они только кажутся беспорядочными, хаотичными. Сегодня уже многие ученые разделяют подобную точку зрения на хаос. Например, американский ученый Б. Вильямс пишет: «Хаос представляет собой более высокую форму порядка, где случайность и бессистемные импульсы становятся организующим принципом скорее, нежели более традиционные причинно-следственные отношения в теориях Ньютона и Евклида» (8).Будучи погруженным в эти мысли, Бом увидел как-то в телевизионной программе на канале BBC устройство, способствовавшее дальнейшему развитию его идей. Устройство представляло собой специально спроектированный сосуд, содержащий большой вращающийся цилиндр. Пространство сосуда было заполнено глицерином – плотной, прозрачной жидкостью – с неподвижно плавающей в нем каплей чернил. Бома заинтересовало следующее: когда ручку цилиндра поворачивали, чернильная капля расползалась по глицерину и казалась растворенной. Но как только ручку начинали крутить в противоположном направлении, слабая чернильная траектория медленно исчезала и превращалась в исходную каплю (5).
Позднее Бом написал:
Этот опыт поразил меня тем, что в точности соответствовал моим представлениям о порядке, то есть когда чернильное пятно расползалось, оно все-таки имело «скрытый» (то есть непроявленный) порядок, который проявлялся, как только капля восстанавливалась. С другой стороны, на нашем обычном языке мы сказали бы, что чернила были в состоянии «беспорядка», растворившись в глицерине. Этот опыт привел меня к новому определению порядка (5).
Это открытие сильно воодушевило Бома. Наконец он нашел метафору для понимания порядка, которая позволила не только свести воедино все его разрозненные мысли за многие годы, но и предоставила мощный аналитический аппарат в его распоряжение. Этой метафорой была голограмма.
Бом стал приверженцем голографической теории Вселенной после разочарования в общепринятых теориях, не способных дать удовлетворительное объяснение явлениям квантовой физики.
Голография – способ записи и восстановления волнового поля, основанный на регистрации интерференционной картины, которая образована двумя волнами: волной, отраженной предметом, освещаемым источником света (предметная волна), и когерентной с ней волной, идущей непосредственно от источника (опорная волна). Зарегистрированная интерференционная картина называется голограммой (4).
Основы голографии были заложены физиком Денисом Габором (впоследствии Нобелевским лауреатом) в 1948 году. Когда Габор впервые пришел к идее голографии, он не думал о лазерах. Его целью было улучшить электронный микроскоп, на то время довольно простое и несовершенное устройство. Габор предложил регистрировать информацию не только об амплитудах, но и о фазах электронных волн путем наложения на предметную волну попутной когерентной (синхронной) опорной волны. Он использовал исключительно математический подход, основанный на исчислении, изобретенном в XVIII веке французским математиком Жаном Фурье.
Математическое обеспечение голограммы. Ж. Фурье разработал математический метод перевода паттерна любой сложности на язык простых волн и показал, как эти волновые формы можно преобразовать в первоначальный паттерн. Чтобы понять суть такого преобразования, вспомним, что телевизионная камера, например, переводит визуальный образ в набор электромагнитных волн различной частоты. А телевизор с помощью антенны воспринимает этот пакет волн и переводит их в визуальный образ. Подобно процессам в телекамере и телевизоре, математический аппарат, разработанный Фурье, преобразует паттерны. Уравнения, используемые для перевода образов в волновые формы и обратно, известны как преобразования Фурье. Именно они позволили Габору перевести изображение объекта в интерференционное «пятно» на голографической пленке, а также изобрести способ обратного преобразования интерференционных паттернов в первоначальное изображение.