Теория скрытых параметров

Теории скрытых параметров — в узком значении, теории, применяемые для построения нелинейных теорем (Белла, Неймана и др.) преимущественно в квантовой механике. В широком смысле понятие затрагивает общефилософские вопросы познания.

В квантовой механике

Теория скрытых параметров (ТСП) — традиционное, но не единственное основание для построения различных типов теоремы Белла. Отправной точкой может быть также признание существования положительно определённой функции распределения вероятностей. Исходя из этого предположения, не прибегая к дополнительным допущениям, в работе сформулированы и доказаны парадоксы Белла разнообразных видов. На конкретном примере показано, что формальный квантовый расчёт иногда даёт отрицательные значения фигурирующих в доказательстве совместных вероятностей. Сделана попытка выяснения физического смысла этого результата и предложен алгоритм измерения отрицательных совместных вероятностей такого типа^[1].

Так как законы квантовой теории предсказывают результаты эксперимента, вообще говоря, только статистически, то, основываясь на классической точке зрения, можно было бы предположить, что существуют скрытые параметры, которые, будучи ненаблюдаемы в любом обычном эксперименте, в действительности определяют результат эксперимента, как это всегда считалось ранее в соответствии с принципом причинности. Поэтому была предпринята попытка изобрести такие параметры внутри рамок квантовой механики.

В узком значении, применимом в квантовой механике и теоретической физике микромира, где перестаёт действовать детерминизм законов макроскопической физики, теория скрытых параметров послужила важным инструментом познания.

Но значение подхода к теории скрытых параметров, предпринятого в рамках изучения микромира и квантовомеханических парадоксов, не ограничивается лишь этим кругом явлений. Возможно более широкое, истинно философское истолкование причин, по которым это явление имеет место в нашем мире.

В философии познания

Однако затронутый вопрос о скрытых параметрах имеет отношение не только к узкофизическим проблемам. Он имеет отношение к общей методологии познания. Небольшой отрывок из трактата о понимании, написанного А. М. Никифоровым, помогает разобраться в сущности данного явления:

Для начала попробуем понять, что представляет собой понимание на привычном бытовом уровне. Можно сказать, что понимание представляет собой процесс сведения непонятного к понятному. То есть посредством доступных логических манипуляций мы из понятных нам представлений строим представление (модель) того, что ранее нам было непонятно. […] Существует другой подход к пониманию, когда декларируется наличие некоей сущности или субстанции, обладающей необходимыми свойствами, которые обеспечивают существование интересующего нас явления… Следует заметить, что этот подход лежит в основе теории относительности и квантовой механики, которые декларируют, как, но не объясняют, почему. […] Надо сказать, что если первый подход является более строгим и четким, то второй более мощным, универсальным и простым… Первый подход широко используется в науке, и его можно считать доминирующим, но и второй тоже применяется. Примером того является «теория скрытых параметров» [выделено автором], в соответствии с которой расхождение теории с экспериментом снимается введением некоего гипотетического объекта. Параметры этого объекта подставляются в формулу, и она начинает совпадать с экспериментом^[2].

В квантовой механике эта теория имеет существенную область применения, хотя и не является общепринятой.

Исторический пример

Многие столетия геометрия Евклида считалась незыблемой скалой науки. Долгое время до начала физических исcледований микромира и астрофизических измерений не было никаких оснований считать её неполной. Однако ситуация изменилась в первое десятилетие 20-го века. В физике нарастал понятийный кризис, разрешить который смог Альберт Эйнштейн. Вместе с разрешением частных задач — согласования наблюдений с предсказаниями теорий того времени («спасения феномена») — в работах совместно с Нильсом Бором Эйнштейну удалось вывести гениальное заключение относительно возможности влияния масс на геометрию пространства и скорости движущегося объекта — при скоростях, соизмеримых со световыми, — на течение локального времени для данного объекта.

В геометрии это стало эпохальным теоретико-практическим открытием для космологии, хотя и перекликавшимся с теоретическими предпосылками, постулированными Германом Минковским, но занявшим особое место в современной космологии.

Эффект реального влияния гравитации на геометрию пространства можно считать «скрытым параметром» в классической теории Евклида, раскрытым однако в теории Эйнштейна. Рассуждение с точки зрения методологии познания: в одной понятийной (теоретической) системе некий параметр может быть скрытым, а в иной — стать раскрытым, востребованным и теоретически обоснованным. В первом случае его «нераскрытие» вовсе не означает отсутствия данного параметра в природе как таковой. Просто этот параметр не был значим, а потому и не найден, не введён кем-либо из учёных в «ткань» данной теории.

Ситуация эта довольно наглядно раскрывает свойство подобных «скрытых параметров». Это не отрицание теории-предшественницы, а нахождение объективных ограничений для её предсказаний. В рассматриваемом выше случае физическое пространство действительно с высокой точностью является евклидовым в случае недостаточно сильных гравитационных полей, действующих в рамках данного пространства (каковым является и земное поле), однако всё более и более перестаёт им быть при огромном усилении гравитационного потенциала. Последнее же в наблюдаемой природе может проявляться лишь во внеземных космических объектах типа чёрных дыр и некоторых иных «экзотических» космических объектах.

Примечания

1. ↑ Белинский А. В. «Парадоксы Белла без введения скрытых параметров»
2. ↑ А. М. Никифоров. «Понимание понимания пониманием»

Ссылки

• И. З. Цехмистро, В. И. Штанько и др. «КОНЦЕПЦИЯ ЦЕЛОСТНОСТИ» — ГЛАВА 3 КОНЦЕПЦИЯ ЦЕЛОСТНОСТИ И ЭКСПЕРИМЕНТ: причинность и нелокальность в квантовой физике(Л. Э. Паргаманик)
• «ФИЗИКИ ПРОВЕРИЛИ ЭЙНШТЕЙНА С ПОМОЩЬЮ ГРАФИТА»
• ЭЙНШТЕЙН - ГЕНИЙ, НО ИСТИНА ДОРОЖЕ
• "Космологическая константа" Эйнштейна не была ошибкой?
• Физика элементарных частиц и t-кварк