Костыли в науке
Я тут написал один пост – «Подводные камни фантастики». Он конечно несколько провокационный и заслуживает определенной критики. Но одна тема в критике меня всё-таки зацепила, и я не могу не ответить на неё чуть более развернуто. Эта тема связана с нарушением законов сохранения в квантовых случаях.
Я утверждал, что законы сохранения: закон сохранения энергии и закон сохранения импульса – незыблемы. Они никогда не нарушаются. Мне же возражают, что в случаях на уровне атомов или элементарных частиц такие нарушения имеют место быть и что квантовая физика или электродинамика это допускают и объясняют.
Не ставя под сомнение никакие результаты экспериментов хочу заметить, что ничего эти науки не объясняют. Все эти квантовые дисциплины – это, своего рода, костыли в науке. (Ну вот, и «кванты» обгадил! ) ) Да, они научились в ряде случаев, возможно даже большинства случаев, предсказывать результат. Но это исключительно вероятностные модели. Они ничего не объясняют, а только предсказывают и то, только с некоторой вероятностью. Они не объясняют почему так происходит. Они никак не объясняют природу и дуализм материи. Волновые там только функции вероятности. По сути, это некий уровень математической абстракции для получения предварительных расчетов, близких к реальным. Одна только перенормировка чего стоит. Таких абстракций полно в теории физики. Начиная от уравнений Максвелла или формул волновой оптики. Получаем математический результат, но природа явления остается не раскрытой. Даже в научной среде встречаются люди искренне этого не понимающие и считающие, что свет отражается от поверхности. Достаточно взглянуть на эту поверхность в сколь-нибудь приличный мелкоскоп, и вы увидите, что граница раздела сред – понятие очень и очень условное, а на уровне фотона её вообще нет. Это сказано нисколько не в упрек квантовым наукам. Ведь это были научные прорывы. Их используют за неимением более продвинутых теорий. А своим несовершенством они только наводят смуту в умах людей. Реальные частицы ни под какими потенциальными барьерами не проходят – это только недостатки данных теоретических абстракций.
Вы никогда не задумывались о том, почему не существует такой науки как Теоретическая химия? Безумно нужная наука. Заранее рассчитать любой материал с наперёд заданными свойствами и предсказать все необходимые для его получения реакции и катализаторы. Это был бы такой прорыв и в науке, и в жизни – не описать. Но нет, существующая наука Химия – наука сугубо эмпирическая, где больше доверяют опыту и научной интуиции исследователей, а не теории, и свои знания получают только опытным путем. Разве что периодическая система элементов привязана к свойствам атомов, да валентность пытаются привязать к трехмерной структуре электронных слоёв атомов. Вот и вся теория.
Дело в том, что именно на этом уровне происходит переход от уровня атома, то есть квантового уровня, до уровня молекулы, то есть нашего макроуровня. И существующие науки: квантовая механика, физика, электродинамика – никак с существующей наукой Химией не стыкуются, ничего не объясняют и не привносят никакие закономерности. Есть, конечно, такие специализации как химическая физика, возможно даже физическая химия, но это всё не про теорию.
Квантовые эффекты и переходы наблюдаются в основном либо на микро (точнее, нано- или пико-) уровнях, либо на макроуровнях, но почти при абсолютном нуле, когда энергия квантового взаимодействия превосходит тепловую энергию движения атомов – эффекты сверхтекучести или сверхпроводимости. В любом случае, эффективные радиусы таких взаимодействий крайне малы и сказать что-либо вразумительное, что там происходит, невозможно.
Существующая теория допускает в таких реакциях нарушения законов сохранения, но это ещё не значит, что так и есть в реальности. Я бы не рискнул так утверждать. Это может говорить и о несовершенстве теорий. Мы ведь ещё ничего не знаем о природе пространства, о структуре пространства, о мерности пространства на уровне атомов и элементарных частиц. Возможно существуют какие-то события, которые мы не можем наблюдать в трехмерном пространстве. Мы ничего не знаем о природе времени. О взаимодействии с Антивселенной и её существовании. Ведь если есть антиматерия, то возможно, в принципе, и существование Антивселенной. И удалена она от нас может быть не в пространстве, а во времени. Ведь квантовая электродинамика допускает рассмотрение античастиц как обычных частиц, но движущихся обратно во времени. Но это так – лирическое отступление.
В сухом остатке мы имеем наш макроуровень, в котором никто нарушений законов сохранения не наблюдал. Все нарушения регистрируются только в области несколько спорных знаний. Не стоит на них сильно закладываться. Это я и хотел подчеркнуть. В любой момент может появиться теория, которая всё перевернет с головы на ноги.
Ваша позиция получила название в науке как «локальный реализм». В частности, великий гений Эйнштейн до конца своей жизни придерживался подобных взглядов, так полностью не приняв квантовую механику. Ирония судьбы: один из отцов-основателей квантовой теории не разделял некоторые ее ключевые положения)
Эйнштейн предполагал, что квантовая теория не полна, что за ней скрывается некоторая другая неизвестная нам локальная (без скачков) и полностью детерминистическая (без вероятностей) теория. В противовес этому квантовая механика утверждает, что скачки, квантовая неопределенность, квантовая случайность, квантовая нелокальность есть принципиально существующие сущности и именно так на самом деле работает Природа.
Довольно быстро стало понятно, что две таких теории (группа всевозможных абсолютно локальных гипотетических детерминистических теорий и нелокальная квантовая механика) не могут сходиться во всех предсказаниях и должны быть явления, в которых эти две теории давали бы различные результаты. Эйнштейн нашел такие явления и придумал опыт, который бы на эксперименте позволил бы проверить предсказания этих теорий. К сожалению, при жизни Эйнштейна развитие теории и техники не позволило поставить этот опыт в живую, поэтому он оставался мысленным и вошел в историю под названием Парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена. Парадокс – потому что в опыте расходились предсказания абсолютно локальных теорий с нелокальной в своей сути квантовой теорией.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Парадокс_Эйнштейна_—_Подольского_—_Розена
Но прогресс не стоит на месте! Во-первых, Белл подтянул теорию и придумал способ как превратить мысленный эксперимент в реальный.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Неравенства_Белла
Его метод опирался на поиске нелокальных корреляций в статистике двух пространственно изолированных событий. Этот метод в своей сути не так уж и сложен, но его описание потребует все же большого количества времени. Грубо говоря, имея бесконечный запас денег, можно с помощью статистики показать, что недобросовестное казино играет с Вами не честно – продемонстрировать что фактическая вероятность выигрыша оказалась меньше теоретической вероятности выигрыша, если бы такое казино играло честно. Так и для случая нашего мира – неравенства Белла показывает, «играет» ли с нами Природа честно, или «мухлюет» нелокальностями.
Во-вторых, подтянулось развитие техники и первым в истории опыт по экспериментальной проверке предсказаний группы абсолютно локальных гипотетических детерминистических теорий и нелокальной квантовой механики провел Аспект.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Опыт_Аспе
Опыт был поставлен так, чтобы дать экспериментальный ответ на вопрос: наш мир абсолютно локален и детерменистичен или все же наш мир в принципе нелокален, случаен и поведение материи в эксперименте окажется в точности таким, как это следует из квантовой механики?
Вы уже догадались, какой ответ дала Природа в этом и в бесчисленном количестве всех последующих экспериментов? 😉
На сегодняшний день накопленный массив экспериментальных данных позволяет нам делать следующее утверждение: ни одна гипотетическая абсолютно локальная детерменистическая теория не способна описать все наблюдаемые на практике результаты экспериментов. Потому что все абсолютно локальные детерменистичные теории ограничены внутри себя рамками локальности, а в экспериментах мы уже десятилетиями наблюдаем нелокальное поведение материи. Поэтому и невозможно состыковать абсолютно локальные детерменистичные теории и результаты экспериментов.
P. S. Прошу прощения за ковер текста.