 | (с) 1933 В.А. Перцов (с) 1933 Журнал Гималайского Исследовательского Инститита Урусвати Постоянный адрес статьи на нашем сайте: http://pulse.webservis.ru/Science/Philosophy/HeisenbergPrinciple |
Гейзенберговский принцип неопределенности может быть описан как невозможность «подглядывания в Природу» без того, чтобы не потревожить ее. Когда мы опускаемся до мельчайших частиц, в физике, то даже лишь простой факт наблюдения нарушает условия, в которых находится частица.
Аналогия может помочь визуализировать эту трудность. Предположим, некто хочет измерить расстояние между двумя пушечными ядрами, покоящимися на плоской горизонтальной поверхности. Имеется достаточная сила тяжести, чтобы предотвратить ядра от движения, когда измерительная линейка слегка приложена. В этом случае, измерение возможно. Теперь, предположим, что измерения должны быть сделаны в (космическом) пространстве, где нет гравитационного поля. От простого прикосновения шары начнут движение и в вакууме продолжат свое движение. Здесь измерение становится невозможным. Та же ситуация будет в результате использования предельно малых ядер.
Еще одна иллюстрация, уже использованная многими авторами, может быть взята из совершенно другой сферы. Предположим мы хотим определить цвет субстанции, которая выцветает, когда оказывается на свету. Здесь мы снова встречаемся с той же самой трудностью: использование нашего инструмента для измерения нарушает равновесие предмета нашего эксперимента.
Эти сложности, без сомнения присущие нашим пространственно-временным определениям, ощущаются порой в аналогичной манере исследователями химии живого вещества. Действительно, некоторые субстанции, которые могут попасть в руки биохимиков экстраординарно чувствительны и трудны для измерений. Проблема даже шире, так как биохимия есть только инструмент, который используется, чтобы приобрести понимание живой материи.
Среди подходов к этому вопросу, используемых в настоящее время, находится физиология, которая унаследовала свои методы из медицины. Она процветает на необычной устойчивости жизни и способности организма компенсировать любую потерю и его умение переустановить любое нарушенное равновесие. Она использует нож исключительно редко и с величайшим благоразумием.
Еще один метод в сущности состоит из первого метода, связанного с физикой и химией, но только формально. С физической точки зрения он всецело уникален. Он включает изолирование и изучение того, что уже является изолированным самой Природой. Это утверждение может показаться немного парадоксальным, но как во всех важных достижениях, его простота есть его достоинство.
Кровь, будучи изолированной в венах и артериях является уникальным полем для подобного подхода. Она может быть получена и изучена мощными методами физической химии с уверенностью, что это часть живой материи. В менее решительном направлении, этот метод расширен до изучения индивидуальных мышц и нервов.
Последний метод является давно известным. Это метод разрушения. Я почти готов сказать, что он неизбежен в наших пространственно-временных координатах. Возможно, это так. В любом случае он присущ в нашей любознательности и рано проявляется желанием разбирать часы или велосипед. Метод ребяческий по своей простоте, а потому очень действенный. Он имеет больше приверженцев, чем любой другой метод. С точки зрения классической физики (я имею в виду физику последнего 19 века) это звучит экстремально.
Его природа может быть суммирована в нескольких словах: разложить все элементы, из которых основывается живая материя и после изучения их природы, собрать их вновь вместе. Этот метод на первый взгляд, как будто, не имеет ограничений: все части могут быть разъединены и все могут быть соединены вместе. Первая часть этого подхода обогащена многочисленным и интересным материалом, но вторая половина, «собрать все вместе» прогрессирует, но мало. Нет сомнения, сложность частично лежит в недостаточном знании разных частиц, составляющих живую материю, но мы подозреваем, что значительный источник неопределенности возникает из слишком неумолимых методов, используемых в их дезинтеграции. Имеется слишком много «недостающих связей», о которых мы знаем мало или совсем ничего.
Эффективность оценочных сущностей зависит от нашей восприимчивости. Мы достаточно хорошо наделены в этом отношении. Экстремально малое количество света достаточно, чтобы стимулировать наши оптические центры. Присутствие нескольких молекул достаточно, чтобы стимулировать наш орган обоняния. При надлежащей тренировке мы могли бы, вероятно, выполнять значительную часть органического анализа просто по запаху. В этом отношении достижения самых известных дегустаторов вина оценены по достоинству.
С помощью подходящих механических устройств мы очень расширили наши наблюдательные возможности. Нет сомнения, мы можем видеть и измерять путь отдельного электрона. За последние пятьдесят лет открыты многие явления, существование которых никогда даже не предполагалось.
Принцип неопределенности применяется к нам простым фактом того, что мы принадлежим к материальной системе. Это утверждение оставляет широкую брешь между тем, что известно о биохимических субстанциях и тем, что может быть установлено из атомной физики. Однако было бы полезно визуализировать, что может быть сделано методом «разъединения частей и соединения их затем вместе». Очевидно, в этом случае, что все вещи не могут быть разъединены без их модификации, так как мы имеем дело с элементарными частицами, к которым принцип Гейзенберга полностью применим.
Давайте рассмотрим обратный процесс: синтез. За это биохимики без сомнения ответственны.
В детстве многие из нас практиковали изысканное искусство построения высоких башен из кубиков. Насколько позволяет судить мой персональный опыт, эти попытки заканчивались следующим образом. Желание построить башню выше и выше с последним кубиком приводило к обрушению целой конструкции. И, наоборот, отнятие единственного кубика из вершины высокой башни часто приводило заканчивалось тем же результатом.
Финальные стадии синтеза живой материи могут привести к ситуации очень похожей на только что описанную. Не модифицирует ли последний атом, который мы добавляем, всю цельную конструкцию в неконтролируемую сторону? Или, в более общих терминах, не приведет ли наша попытка воздействовать или модифицировать к изменению в системе, которое не может быть измерено? Факт, что мы построили, не обязательно означает, что мы знаем, как мы это сделали.
Принцип Гейзенберга и явные физические неопределенности, которые противоречат современной физике, могут иметь прямое значение для изучающего живую материю. Отсутствие детерминизма в любом описании феномена жизни может быть в реальности присуще нашему способу наблюдения физического мира.
перевод: В.Н. Власов
*Если Вы испытываете проблемы при скачивании, просмотре и т.п. — посмотрите ответы на наиболее частые технические проблемы.
**Тут справка по формату DJVU.
Сканированные листы в djvu-формате (24'148 байт)