Там За Облаками
(Скачать ТЗО в виде PDF-книги можно здесь. Также имеется аудиоверсия путеводителя, ссылки для прямого скачивания аудиофайлов — в конце данной страницы.)
Погода
(1) О «двух облачках», омрачавших ясные горизонты науки в начале XX века.
Темно
(2) Тучи незнания к началу XXI века: примерно 96% вселенной – неизвестно что;
(3) Темная материя и темная энергия.
Неясно
(4) Сцепленность, стрела времени, квантовая гравитация;
(5) Отсутствие сознания в научной картине мира.
Хью
(6) Несовместимость описаний квантового мира и мира нашей реальности;
(7) Ветвящиеся миры Хью Эверетта или системы частиц как «сложные автоматы»;
(8) Рождение концепции мультиверса или «новая теология», уход Х.Э. из науки.
Вольф
(9) Великое открытие Вольфганга Паули: раздвоение и уменьшение симметрии;
(10) Паули и Юнг, мост между физикой и сознанием, возвращение «души материи»;
(11) Резкое сворачивание исследований, обрыв связей, депрессия, рак, кончина В.П.
Клод
(12) Клод Шеннон – отец теории информации и великий затворник;
(13) Теория жонглирования Шеннона и философия космических жонглеров;
(14) Детерминированные случайности, хакинг рулетки, взаимосвязи с Х.Э. и В.П.
Базис
(15) О том, как математика связана с физикой через концепцию движения;
(16) Музыка квантовой физики, гармонический осциллятор и порождение вращения;
(17) Восприятие объектов большей размерности, взаимодействие через фотоны;
(18) Суперпозиция состояний, интеграл Фейнмана и «Это все сделано из битов».
Двумир
(19) Зигзаг-представление спинора в уравнении Дирака, поле Хиггса как флюид эфира;
(20) Теория пульсирующих сфер Карла Бьеркнеса и релятивистский эффект в теории Максвелла;
(21) Эфир как «вихревая губка» и феномен осциллонов в гранулированной среде;
(22) Zittterbewegung, антиферромагнетизм, нарушение симметрии и раздвоенная физика «браны-антибраны».
Суси
(23) Объяснение феномена квантовой сцепленности, гранулированная структура пространства как базис для квантовой гравитации;
(24) Равные заряды протона и электрона, геометрия спина на ленте Мёбиуса, взаимная невидимость частиц с антипараллельными спинами;
(25) Двухбранная модель Хоравы-Виттена и переворот направления вращения частиц при перескоках с браны на брану;
(26) Топологические взаимосвязи между фазой «трубки-перемычки» при перескоках частиц и концепцией SUSY, т. е. СУперСИмметрией бозонов и фермионов.
Фокус
(27) Чудеса Калуцы при переходе в 5D, осциллирующее скалярное поле для объединения гравитации с квантовой физикой через концепцию Бьеркнеса-Максвелла о пульсирующих сферах;
(28) Гравитон (спин 2) как пара фотонов, сцепленных в «овал Кельвина», то же самое в другой проекции – как бозон Хиггса (спин 0);
(29) Модель Рэндалл-Сундрума на двухбранной ленте Мёбиуса, асимметричная природа отображения;
(30) Расслоение частиц на три поколения и естественная конфигурация 6D-многообразий Калаби-Яу.
Тело
(31) Кварки, глюоны, тяжелые бозоны и прочие квазичастицы ядерных взаимодействий;
(32) Энионы и физика васцилляций Хайда, микровихри-кварки и волны-глюоны;
(33) Феномены ядерной физики как квантовые вычисления, вселенная как квантовый компьютер;
(34) Промежуточные резонансы протонов-нейтронов и теория жонглирования Шеннона;
(35) Топологический квантовый компьютер Китаева, вычисления Ландауэра без энергозатрат и энионы в «плоской фазе» SUSY.
Душа
(36) Квантовая физика как история борьбы с тахионами – «частицами, которые в науке не нужны»;
(37) Механизмы конденсации тахионов и появление концепции «тахионный кристалл»;
(38) Ламинированная или слоеная структура бран из тахионов – как механизм памяти материи, одномерные кристаллы-волокна, сплетающиеся в сеть, пронизывающие время и напоминающие нейроструктуру мозга;
(39) Кристаллы времени Вильчека, их связь с ДНК, гармоническими структурами музыки, спиральными структурами в пылевой плазме и гипотезой Римана в теории чисел;
(40) Взаимосвязи между волновым уравнением Шредингера и тайной жизнью дзета-функции Римана, некоммутативная геометрия как мост между гипотезой Римана и квантовой гравитацией.
Целое
(41) Корпускулярно-волновой дуализм как ошибочный фундамент квантовой физики;
(42) Застывшие догмы и подвижные солитоны как волны-частицы, голография как концептуальная основа более гибкой физики;
(43) Черные дыры космоса и частицы-дыры микромира, теория информации и термодинамика черных дыр;
(44) Рождение голографического принципа и AdS/CFT-соответствие;
(45) Важность жидкокристаллической фазы материи в биологии, вселенная как единый живой организм, человек как самоосознающая проекция в природу для всеобщего творящего принципа.
Числа
(46) Сфера и дерево в математике и философии, Паскаль и Декарт как праотцы научной концепции о единой природе материи и сознания;
(47) Аппарат p- адических чисел как мост для органичного перехода от классической физики к квантовой теории;
(48) Ультраметрические пространства для «сферы Паскаля» и «дерева Декарта»;
(49) Неархимедов анализ и геометрия пространства планковских масштабов;
(50) Подходы p- адической физики, аппарат математики аделей для целостного описания сознания и материи как единой системы;
(51) Параллелизм идей о единстве раздвоения: Юрий Манин и Вольфганг Паули. Числовые p-адические модели работы сознания от Андрея Хренникова.
Формы
(52) Расслоение Хопфа: множество практических приложений для абстрактного объекта чистой математики;
(53) Калибровочные поля Янга-Миллса как связности на расслоенных пространствах;
(54) Топология тора как двухслойной сферы, структура фуллерена и признаки додекаэдрического пространства Пуанкаре в геометрии вселенной;
(55) Двойственность лестницы Мёбиуса, вселенная как топологический изолятор, топология трилистного узла как шестислойного футбольного мяча;
(56) Геометрические взаимосвязи между AdS/CFT и расслоением Хопфа;
(57) Метрика Геделя с замкнутыми траекториями по оси времени, стационарная вселенная AdS и концепции циклических расширений-сжатий вселенной.
Единство
(58) Космическая мать-паучиха древних мифов, раздвоенная великая корова Неба и Воды, Хех как бесконечность восьмерки;
(59) Сон Паули #59 о «часах мира» и взаимосвязи этой конструкции с ячеистой конвективной структурой двухбранной вселенной;
(60) Циклическая космология Сфайроса и теория эволюции от Эмпедокла – как путь «очищения души»; Синхронность и гармония: учения Эмпедокла на Западе и Будды на Востоке; Многослойный мир сознания у буддистов в наложении на двухбранную модель материи от Рэндалл-Сундрума и на геометрию вселенной в форме нетривиального расслоения Хопфа;
(61) Архетип бабочки как «психе» у Набокова и Паули; код единства: бабочка Лоренца, гравитон как пара фотонов и круги Вилларсо как суть AdS/CFT; физика «того света» в описаниях Фредерика Майерса; физик Оливер Лодж и его философия; о путешествии нейрохирурга Александера в «рай» как о погружении в оптоакустическую голограмму мира AdS; биомиметика и крылья бабочки как путь к постижению голографической природы сознания и морфогенезиса «твердого» мира;
(62) Архетип птицы и многослойная структура души в представлениях древних египтян; суфийская притча о поисках «царя птиц» Симурга; Мундака-упанишада индуистов о двух птицах на древе жизни; отображения Мёбиуса и древо жизни в книге математика Д.Мамфорда «Ожерелье Индры. Видение Феликса Клейна»; голографическое древо жизни как Сеть Индры в Аватамсака-сутре буддийской школы Хуаянь.
(63) Танец Шивы и взгляды индуизма на материю в свете знаний современной физики; дамару – двухмембранный барабан Шивы для игры одной рукой; Ричард Фейнман и «мир на мембране барабана»; секретная наука США и четыре бога-близнеца в мифологии доколумбовой Америки; послание физикам CERN от Шивы Натараджи: «Не надо бояться»…
(64) Инопланетяне и разрешение «парадокса Ферми»; «Аватар» Кэмерона и Тот-Джехути древних египтян; египетская «Книга мёртвых» и её Глава 64 для познания всех Глав о восхождении к свету в одной главе; Паули, Юнг и приход инопланетян «изнутри нашего сознания»; Мир как вселенная в наших руках и простейший рецепт к пробуждению.
# # #
Путеводитель ТЗО в виде аудиокниги (спасибо Е.К.)
01.Tam-Za-Oblakami. (1)-(8).mp3 20 МБ
02.Tam-Za-Oblakami.(9)-(18).mp3 36 МБ
03.Tam-Za-Oblakami.(19)-(22).mp3 20 МБ
04.Tam-Za-Oblakami.(23)-(26).mp3 25 МБ
05.Tam-Za-Oblakami.(27)-(30).mp3 35 МБ
06.Tam-Za-Oblakami.(31)-(35).mp3 25 МБ
07.Tam-Za-Oblakami.(36)-(40).mp3 26 МБ
08.Tam-Za-Oblakami.(41)-(45).mp3 31 МБ
09.Tam-Za-Oblakami.(46)-(51).mp3 59 МБ
10.Tam-Za-Oblakami.(52)-(57).mp3 65 МБ
11.Tam-Za-Oblakami.(58)-(60).mp3 68 МБ
12.Tam-Za-Oblakami.(61)-(62).mp3 95 МБ
13.Tam-Za-Oblakami.(63)-(64).mp3 79 МБ
# # #
Дабы отметить красивую дату, 20.12.2012, с этого дня начинается последовательная публикация частей довольно большого текста, почему-то имеющего технический подзаголовок
(краткий путеводитель)
Погода
(1)
Единство материи и сознания – идея очень давняя, но по сию пору так и не получившая статус общепризнанного факта.
Можно, конечно, пытаться выяснить, почему так происходит. Но куда полезнее задаться другим вопросом: что теряет наука, игнорируя эту неразрывную связь?
Поскольку поиски ответа на данный вопрос удобнее всего представлять в ретроспективе, вернемся ненадолго в год 1900[10], разделяющий такие разные XIX-е и XX-е столетия.
Весьма влиятельный британский ученый Уильям Томсон, также известный как лорд Кельвин, сделал тогда обзорную лекцию]1[, посвященную триумфальным итогам физической науки.
Суть его выступления сводилась к тому, что полная ясность относительно устройства окружающего мира уже практически достигнута, не считая двух небольших облаков, все еще омрачающих чистый научный небосвод…
Увы, довольно скоро после этого доклада выяснилось, что «мелочи», слегка беспокоившие Кельвина, на самом деле были предвестниками самых радикальных перемен в науке. Одно из облаков со временем стало квантовой физикой, а второе – общей теорией относительности.
___
]1[. Thomson W. (Lord Kelvin). 19th century clouds over the dynamical theory of heat and light. Philosophical Magazine and Journal of Science, 2, 1–39; (1901)
___ общая схема текста ___
Темно
(2)
Если бы на заре нового, XXI века мировое сообщество физиков надумало устроить обзорную лекцию, аналогичную докладу лорда Кельвина столетие назад, то нынешняя итоговая картина оказалась бы куда менее оптимистичной.
Два небольших облачка на научном небосводе, беспокоивших ученых в 1900 году, к концу XX столетия разрослись не просто до гигантских темных туч научного незнания, но и, можно сказать, заслонили собой от человека уже почти всю вселенную.
В более точном выражении, порядка 96% от окружающего нас мира составляет нечто такое, о чем современная наука не может сказать практически ничего содержательного.]21[
(3)
Единственное, пожалуй, что пока удалось тут сделать – это дать компонентам неведомого собственные, не самые удачные имена: «темная материя» и «темная энергия» (более адекватным термином, наверное, было бы слово «невидимая»).
Поскольку темная материя, на которую приходится примерно 23% всего материала вселенной, относится к частицам, то это – незнание по разряду квантовой физики. Иначе говоря, во что превратилось со временем первое «облако».
Аналогично, темная энергия, на которую приходится порядка 73% вселенной, оказывается прямым порождением другого «облака», известного под названием общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна.]22[
___
]21[. S. Matarrese, M. Colpi, V. Gorini, U. Moschella (Eds). «Dark Matter and Dark Energy. A Challenge for Modern Cosmology». Springer (2011)
]22[. L. Papantonopoulos (Ed.) «The Invisible Universe: Dark Matter and Dark Energy». Lecture Notes in Physics 720. Springer (2007)
Неясно
(4)
Для четырех процентов вселенной, которые считаются в науке известными и неплохо изученными, уровень понимания все еще остается очень далеким от того, что принято называть ясной картиной. Перечень туманных, а порой и совсем темных мест можно составить очень длинный.
В качестве же одной из принципиально неразрешимых проблем достаточно упомянуть квантовый феномен, от Эрвина Шредингера получивший название Verschränkung или «сцепленность «.]23[
По существу, имеется предсказанное формулами и подтвержденное экспериментами мгновенное взаимодействие частиц, происходящее в полной независимости от разделяющих их расстояний любой дальности. Каковы, однако, природа и механизм этого взаимодействия – совершенно неясно…[4A]
Квантовую физику не без оснований называют самой успешной и самой точной из всех наук, разработанных человечеством. Но при этом смысл ее математических конструкций практически не поддается объяснению на обыденном языке.
Аналогично, уравнения ОТО позволяют с помощью математики обосновать множество нетривиальных явлений, наблюдаемых в макромасштабах 4-мерной вселенной. Однако никто так и не сумел внятно объяснить престранное устройство времени. [70]
Времени как существенно иного измерения пространства, по которому нельзя самостоятельно перемещаться ни вперед, ни назад. А можно лишь находиться всегда в одной точке «теперь», смещающейся строго в одну сторону – из прошлого в будущее.]24[
И, наконец, еще одна принципиально важная проблема. По-прежнему совершенно неясно, в чем заключается секрет гравитации, из-за которого она так упорно не вписывается в квантовое описание мира, продолжая оставаться классическим взаимодействием.[8С]
(5)
Общая суть всех перечисленных проблем в том, что колоссальный массив научных знаний, накопленных человеком о природе, никак не удается уложить в связную и согласованную картину.
И есть сильное ощущение, что причина постоянных здесь неудач – это отсутствие в описании одного чрезвычайно важного связующего компонента, обобщенно именуемого «сознание «…
Нельзя сказать, что ученые категорически не желают замечать и включать этот существенный элемент в свои теории. Правильнее, наверное, говорить, что никто пока еще не сумел сделать это красиво и убедительно.
Однако в истории науки были несколько таких моментов, когда исследователям удавалось подойти к решению проблемы особенно близко, причем с разных сторон. Один из самых многообещающих эпизодов подобного рода имел место в конце 1950-х годов.
___
[4A] ЭПР и относительность, https://kniganews.org/map/e/01-00/hex4a/
[70] Наука a la Ривербэнк, https://kniganews.org/map/e/01-11/hex70/
[8С] Петли и сети, https://kniganews.org/map/w/10-00/hex8c/
Внешниессылки:
]23[. Amir D. Aczel, «Entanglement: the greatest mystery in physics «. Four Walls Eight Windows (2002); A. Bokulich and G. Jaeger (eds), «Philosophy of Quantum Information and Entanglement «, Cambridge University Press (2010)
]24[. J. J. Halliwell, J. Pérez-Mercader, W. H. Zurek. «Physical Origins of Time Asymmetry «. Cambridge University Press (1996); Michael Lockwood, «The labyrinth of time: introducing the universe «. Oxford University Press (2005)
[ общая схема текста ]
Хью
(6)
К 1957 году, когда аспирант Принстонского университета Хью Эверетт III подготовил свою диссертацию]31[ с абсолютно новым взглядом на квантовую механику, эта наука уже имела статус «царицы физики». В первую очередь, конечно же, из-за атомной бомбы.
Однако успехи в военных и прочих практических приложениях никак не помогли разрешить фундаментальную проблему в основе квантовой теории. Мир квантовых объектов в корне отличается от наблюдаемого человеком мира классического, а как понимать это принципиальное различие – ясности не было не только в 1950-е, но нет ее и поныне.
Суть проблемы в том, что волновая функция Шредингера, применяемая для описания квантовых объектов, оперирует комплексными числами. Но это такие величины, которые в мире нашей реальности для описания не подходят.
«У нас» результатом всякого измерения – будь то скорости, положения, спина – может быть лишь одно числовое значение. А комплексное число мало того, что состоит из двух частей, так еще и одна из них является «мнимой». Иначе говоря, всегда имеется компонент, задающий величину в каком-то еще «нереальном» измерении, связанном с числом i или квадратным корнем из (-1).
Так что квантовый объект, при взгляде из мира классического, всегда выглядит как одновременная совокупность или суперпозиция несовместимых друг с другом состояний. Из-за этой принципиальной неоднозначности любое измерение состояния квантового объекта не может быть четко предсказуемым и дает лишь вероятностные значения. Хотя сама по себе волновая функция является вполне детерминированной – в терминах комплексных чисел.
(7)
То, как эту проблему с несоответствием описаний решает Копенгагенская интерпретация, изложено во всех учебниках квантовой физики. В ее рамках придумана идея коллапса волновой функции, происходящего при всяком измерении и «схлопывающего» суперпозицию до единственного значения с той или иной вероятностью.
Не секрет, что эта идея порождает лишь видимость объяснения, попутно ставя кучу новых вопросов. Главный из которых – что представляет собой мир в промежутках между измерениями?
Очевидная заслуга Хью Эверетта была в том, что он сумел оставить полностью нетронутой хорошо работающую математику уравнений, но при этом дать им существенно другую, логичную и куда менее искусственную интерпретацию.
Эверетт, можно сказать, предложил просто довериться формулам. И если математика показывает, что объекты квантового мира существуют постоянно и непрерывно, а не кусочно-рваными фрагментами от измерения до измерения, то так оно, скорее всего, и есть на самом деле.
А важную роль наблюдателя, постоянно совершающего измерения и таким образом «реализующего» ветвящийся мир квантовой физики к более привычному нам виду мира классического, он предложил возложить на саму вселенную.
В исходном, развернутом варианте]32[ диссертации Эверетта впервые в науке, похоже, появляется формулировка квантовой механики в терминах совсем новой по тем временам теории информации Шеннона.
Опираясь на этот фундамент, Эверетт предположил, что частицы вселенной в совокупности можно уподобить вычислительной системе, или в его терминологии «сложному автомату», со способностью запоминать свои прежние состояния и сравнивать их с состояниями новыми.
(8)
При всяком очередном взаимодействии частиц друг с другом, то есть при взаимных измерениях состояний, они образуют единую квантовую систему. Или, в терминологии Эверетта, становятся «скоррелированными» (сегодня обычно пользуются термином «сцепленными»). Итог каждого такого взаимодействия-измерения запоминается, так что детерминированные записи измерений становятся «субъективным опытом» наблюдателей-частиц.
В итоге же, как показывал Эверетт, на основе учета этих записей можно вычислять те же самые эмпирические предсказания, что и при традиционном вероятностном подходе. Но только в данном случае правильнее считать, что все состояния системы равно реальны, образуя разветвленное множество миров с разными вероятностями реализации…
Сам Эверетт считал, что вполне понятно продемонстрировал, каким образом его подход порождает точно такую же картину вероятностных исходов измерений, что и в Копенгагенской интерпретации. ]33[
Однако для всех остальных – равно противников и сторонников – это совпадение итоговых картин осталось совершенно неочевидным. Также осталось неясным, каким образом механизм разветвления может быть реализован в природе.
В целом же столь радикальный пересмотр традиционных научных воззрений на реальность, как известно, тогдашним светилам квантовой теории совершенно не понравился. Интерпретацию Эверетта обозвали «новой теологией», а для того, чтобы она все-таки утвердилась в научном мейнстриме под названием мультиверс или многомирие, потребовалось несколько десятилетий споров и дополнительных разработок.
Но только уже без самого автора, разочарованного реакцией коллег на его открытие. Сразу же после защиты диссертации Хью Эверетт навсегда, по сути, расстался с «царицей физики». [1E]
___
[1E] Интерпретация Эверетта, https://kniganews.org/map/n/00-01/hex1e/
Внешниессылки:
]31[. Hugh Everett.«‘Relative state’ formulation of quantum mechanics «. Reviews of Modern Physics (1957) 29 (3): 454–462. https://www.univer.omsk.su/omsk/Sci/Everett/paper1957.html
]32[. Hugh Everett III «The Theory of the Universal Wavefunction «, Manuscript (1955), pp 3–140 of Bryce DeWitt, R. Neill Graham, eds, «The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics «, Princeton University Press (1973). https://www.pbs.org/wgbh/nova/manyworlds/pdf/dissertation.pdf
]33[. Peter Byrne, «Everett and Wheeler, the Untold Story «, pp 521-541 in Saunders S. et al (Eds) «Many Worlds? Everett, Quantum Theory, and Reality «, Oxford University Press (2010)
Вольф
(9)
Случилось так, что в том же 1957, но совершенно независимо от работ безвестного аспиранта Хью Эверетта, в области теоретической науки произошло еще одно выдающееся открытие. Автором его был куда более знаменитый ученый, один из отцов квантовой физики Вольфганг Паули.
Однако происходило это столь загадочным образом, что прорыв вроде как был, но в итоге его как бы и не было. В силу неких таинственных жизненных обстоятельств, сопровождавших данное открытие, человечество по сию пору так и остается в полном неведении относительно того, что же конкретно за результаты были тогда получены. [1B][1C]
Все известное на данный счет ныне можно почерпнуть лишь из мемуаров людей, общавшихся с Паули в тот период. Прежде всего, из воспоминаний его давнего друга Вернера Гейзенберга – поскольку именно их совместная работа над так называемой «формулой мира» (единым квантовым уравнением поля) и стала толчком к открытию. ]34[
Да еще остались несколько кратких, но чрезвычайно воодушевленных писем Паули, где суть его великого прозрения передают такие слова: «Раздвоение и уменьшение симметрии – вот где собака зарыта … Теперь-то уж мы напали на след!». ]35[
(10)
Из писем Паули также известно, что в полученных им замечательных результатах сугубо физико-математического свойства, кроме того, отчетливо просматривалось и нечто иное. По собственным словам ученого, он уже начинал видеть, что их с Гейзенбергом теория образует мост, позволяющий объединить физику микромира и человеческое сознание… ]36[
Дабы стало понятнее, о чем тут идет речь, следует напомнить что Вольфганг Паули многие годы общался и сотрудничал с Карлом Густавом Юнгом, одним из основателей современной психологии. Находясь под сильным влиянием идей Юнга, Паули был чрезвычайно увлечен идеей нового описания реальности. Такой строго научной картины, которая органично включала бы в себя материю и сознание, взаимно дополняющие друг друга в неразрывном единстве.
Выражаясь более поэтично, ученый искал пути для возвращения в современную научную концепцию мира давнего понятия «душа материи». Понятия, общепринятого в древности, однако напрочь утраченного за последние 300 лет. [13]
(11)
Отлично понимая неортодоксальность, скажем так, этих своих идей, Вольфганг Паули не торопился выносить их в научные публикации. Однако среди близких ему людей темы о грядущем сведении материи и сознания в цельную согласованную картину обсуждались регулярно.
Паули всегда был очень аккуратен в формулировках и говорил об этом примерно так: «По моему личному мнению, в будущей науке реальность не будет ни ментальной, ни физической, а каким-то образом обеими из них сразу, и в то же время ни той или другой по отдельности»…]37[
Увы, резкий и трагический поворот в жизни ученого, явно произошедший в 1958 году, но для историков науки и поныне остающийся абсолютной загадкой, положил всему конец.
Известно лишь то, что в начале года, испытывая небывалое воодушевление от достигнутых успехов, Паули отправился в США для плановых лекций и рабочих встреч с коллегами. Из этой поездки, однако, ученый вернулся домой в крайне подавленном состоянии. Без каких-либо объяснений он полностью свернул совместные работы с Гейзенбергом и прекратил общение с Юнгом.
На фоне глубокой душевной депрессии у Паули довольно скоро появились и большие проблемы с физическим здоровьем. После острого приступа боли врачи обнаружили в его организме быстро прогрессирующий рак. Срочная операция уже ничем помочь не смогла, и в декабре того же года великого физика не стало… [1C]
___
[13] Нечто иное, https://kniganews.org/map/n/00-01/hex13/
[1B] Мировая формула, https://kniganews.org/map/n/00-01/hex1b/
[1C] Что-то случилось, https://kniganews.org/map/n/00-01/hex1c/
Внешниессылки:
]34[. Werner Heisenberg, Physics and Beyond: Encounters and Conversations. London (1971). Имеется русский перевод: В. Гейзенберг, Часть и целое, Москва, УРСС (2004)
]35[. Pauli to Heisenberg, 21 Dec. 1957 [2811] in K. v. Meyenn, ed.: Wolfgang Pauli: Wissenschaftlicher Briefwechsel mit Bohr, Einstein, Heisenberg u.a., Vol V. Springer-Verlag (1996)
]36[. Pauli to Jaffé, 5 Jan. 1958 [2825], in K. v. Meyenn, ed.: Wolfgang Pauli: Wissenschaftlicher Briefwechsel, Vol IV. Springer-Verlag (1996)
]37[. Pauli to Pais, 17 Aug. 1950 [1147], in K. v. Meyenn, ed.: Wolfgang Pauli, Wissenschaftlicher Briefwechsel, Vol IV, Springer-Verlag, (1996)
Клод
(12)
В истории науки конца 1950-х годов известно еще несколько заметных и трудно объяснимых потерь, вызванных исчезновением выдающихся ученых из сфер плодотворной научной деятельности. [1D]
Это не обязательно происходило при столь же трагичных обстоятельствах, как в случае с Паули. Но по итоговому результату – как, в частности, в истории Клода Шеннона – было равнозначно загадочной и явно преждевременной научной смерти.
Если говорить о теории информации, то ни один ученый XX века не внес в данную область такого личного вклада, который хотя бы отдаленно был сопоставим со вкладом Шеннона. Без всяких преувеличений этого человека принято именовать отцом теории информации и научной криптографии.
И этот же человек на пике блестящий карьеры по неназываемым причинам оставил большую науку, перейдя на тихую и незаметную преподавательскую работу. Причем происходила метаморфоза в уже известный интервал с 1957 по1958 годы, когда ученому едва исполнилось 40 лет. [1F]
Ничего, сравнимого с его прежними шедеврами научного творчества, за весь остальной период жизни Клодом Шенноном более не создавалось. Так, во всяком случае, принято считать.
(13)
Но определенно имеет смысл поинтересоваться, чем занимался в последующие годы этот умнейший человек, знаменитый не только даром выдающегося теоретика, но и талантами мастеровитого инженера-конструктора.
Не секрет, например, что свой большой дом Шеннон превратил в нечто среднее между библиотекой, мастерской и музеем, где накапливались всевозможные устройства и аппараты его собственного изготовления.
А давнее увлечение ученого жонглированием со временем привело, в частности, к созданию им собственной теории этого дела – на базе основополагающей «теоремы жонглирования». ]38[
Причем особый интерес вызывала у Шеннона техника манипуляций множеством предметов «на отскок» – в те моменты, когда они подвисают в воздухе, прежде чем начать падение вниз.
Как жонглер-практик, он даже пытался освоить своеобразную технику жонглирования, подвешивая себя вниз головой. В качестве же инженера-конструктора он соорудил робота, уверенно жонглировавшего тремя шариками, которые при бросках вниз отскакивали от мембраны барабана.
Еще одной занятной работой Шеннона в той же струе была «философская» скульптура, изображавшая жонглера, который подбрасывает других, маленьких жонглеров, а те, в свою очередь, жонглеров еще меньшего размера…
(14)
Другой важной забавой среди «домашних развлечений» ученого были разнообразные эксперименты с тонкими взаимосвязями между случайностями и детерминизмом в нашей жизни.
Так, одно из устройств, развлекавших гостей в доме Шеннона, работало как подбрасыватель монеты. Механизм этой машинки был настроен столь точно, что можно было заранее задавать точное количество оборотов монеты в воздухе. Иными словами, как будто бы случайный вероятностный исход хрестоматийного эксперимента с выпадением орла или решки программировался здесь полностью детерминированно.
Еще один яркий пример того же ряда – сконструированный Шенноном специализированный миникомпьютер, имевший размер с пачку сигарет и позволявший стабильно обыгрывать казино в рулетку. Формулируя точнее, на основе быстрых замеров для частоты оборотов колеса рулетки и скорости вброса шарика рукою крупье, этот аппарат эффективно предсказывал наиболее вероятный «исход эксперимента» – сектор-осьмушку для остановки шарика… ]39[
Короче говоря, если посмотреть на все эти легкомысленные развлечения Клода Шеннона несколько в ином, физико-теоретическом ракурсе, увязав их с исследованиями Эверетта и Паули, то можно обнаружить весьма любопытные вещи.
___
[1D] Незабавные совпадения, https://kniganews.org/map/n/00-01/hex1d/
[1F] Жонглер на поезде, https://kniganews.org/map/n/00-01/hex1f/
Внешниессылки:
]38[. Claude Shannon, «Scientific Aspects of Juggling «, in N.J.A. Sloane and A. D. Wyner (eds), «Claude Elwood Shannon Collected Papers,» New York, IEEE Press (1993) pp. 850-864; Peter J. Beek and Arthur Lewbel, «The Science of Juggling «, Scientific American, November 1995, pp 92-97. https://www2.bc.edu/~lewbel/jugweb/sciamjug.pdf
]39[. Edward O. Thorp, «The Invention of the First Wearable Computer «, 2nd. International Symposium on Wearable Computers, Pittsburgh, Pennsylvania, October 19-20, 1998. https://www1.cs.columbia.edu/graphics/courses/mobwear/resources/thorp-iswc98.pdf
Базис
(15)
Идеи ученых, которые в конце 1950-х годов по тем или иным причинам «выпали» из науки, удобнее всего сопоставлять с привлечением инструментария математики. Что естественно, коль скоро математика является базовым языком для описания природы. Почему это так, правда, никто вам наверняка не скажет. Но это неоспоримый факт.
Ну а еще, особую привлекательность математике придает то, что она, цитируя известных специалистов ]40[, дает возможность оперировать объектами, даже не давая им четких определений. Есть точка, есть прямая, есть плоскость – на основе этих понятий и соотношений между ними можно, заверяют знающие люди, обучить геометрии хоть слепого.
Метафора слепоты человеческой оказывается особо уместна в контексте осмысления непостижимой природы – если вспомнить известную притчу о слепцах, пытающихся понять, что такое слон, пощупав его разные фрагменты. [88]
Коль скоро понятия точки, прямой и плоскости у нас заведомо имеются, несложно продемонстрировать, каким образом математика неразрывно связана с физикой через концепцию движения. То есть опираясь на идею динамики – движения – можно выводить из одного понятия все последующие.
Движение точки порождает 1-мерную линию, в частности, прямую и окружность. Движение линии порождает поверхность. Так, прямая может порождать 2-мерную плоскость двумя базовыми способами – параллельным переносом и вращением вокруг одной из своих точек.
Аналогично, 3-мерное пространство можно порождать параллельным переносом плоскости или вращением плоскости вокруг одной из своих прямых. Понятно, что этот процесс можно развивать и далее – к порождению пространств более высокой размерности.
(16)
Идея вращения заложена в основы механики и геометрии изначально. Наряду с точкой, прямой и плоскостью, фундаментально важным объектом геометрии является окружность. А равномерное движение точки по окружности, соответственно, является фундаментально важной системой в механике.
Уравнение, описывающее движение точки в такой системе, как выяснилось, в равной степени подходит и для описания колебаний грузика на пружине или маятника на подвесе, и для синусоидального распространения волн, и для описания режимов колебаний струн. Из-за очевидных связей с музыкой система получила название гармонический осциллятор.
Простейшие примеры гармонического движения (анимация Wikipedia)
Когда на смену классической физике пришла физика квантовая, быстро выяснилось, что и там гармонический осциллятор играет ничуть не меньшую роль. Точнее сказать, куда большую. Не только потому, что строго дискретные собственные частоты звучания музыкальной струны – это прямая механическая аналогия для разрешенных орбит электрона в атоме. Но и по тем причинам, что волновые уравнения квантовых объектов в принципе выстроены на основе идеи осцилляций и математики комплексных чисел. А этот математический аппарат по сути идеально соответствует решению задач о движении точки по окружности (в фазовом пространстве состояний).
Еще одна очень важная геометрическая особенность осциллирующих систем – это появление в них дополнительного вращения при влиянии на колебательную систему как минимум двух воздействий. Чаще всего это явление именуют набегающей фазой Берри – в честь английского физика-математика Майкла Берри, в очередной раз переоткрывшего феномен в 1980-е годы. Но в действительности разные проявления того же самого эффекта были знакомы ученым и намного раньше.
Так, в классической механике уже не первый век известен «маятник Фуко» – поворот плоскости колебаний отвеса под влиянием вращения Земли. В квантовой физике общеизвестным проявлением того же эффекта считается вращение плоскости поляризации фотонов при их движении через оптоволоконный кабель. Нельзя также исключать и того, что квантовый спин – то есть феномен вращения частиц вокруг собственной оси – аналогично может быть естественно объяснен через особенности осцилляции системы.
(17)
Когда – в XIX веке – инструментарий многомерной геометрии стал входить в стандартный арсенал математики, наиболее любопытные из исследователей занялись проблемами восприятия. Иначе говоря, задолго до появления концепции 4-мерного пространства-времени начали появляться работы, посвященные тому, как наблюдатель из, скажем, 2-мерного мира будет воспринимать 3-мерные объекты.]41[
Один из наиболее характерных примеров подобного рода – это прохождение через плоский мир 3-мерной сферы. Которая обитателям плоскости будет представляться сначала крошечной точкой, затем кругом переменного – поначалу растущего, затем уменьшающегося – диаметра, и наконец вновь исчезающе малой точкой. На примере этой аналогии значительно проще себе представить, что 4-мерная сфера, проходящая через 3-мерный мир вроде нашего, будет представляться сферическим объектом с размером, изменяющимся от нуля до максимума диаметра.
От этой картины логично перейти к постоянно осциллирующим квантовым частицам и известному для них туннельному эффекту. То есть феномену прохождения квантовой частицы через непреодолимый в классической физике барьер. Описание частицы волновой функцией показывает, что ее реальный размер (вероятностная амплитуда) периодически уменьшается до нуля. Так что в