Об атомизме Древних Греков и “атомном шпионаже” (вместо послесловия) - Введение меры информации в аксиоматическую базу механики - А.М. Хазен - Философия как наука

Атомизм Древних Греков с современной точки зрения был исклю­чи­­тельно совершенен. Убедиться в этом можно, напри­мер, по изданным на русском языке в восьмидесятые годы работам Секста Эм­пи­ри­ка (и не только по ним). Атомизм этих уникальных учёных около тысячелетия на­зад предвосхитил основы всей квантовой механики и всей совре­мен­ной науки. Но он оказался для своего времени слишком совершенным. Да и люди больше всего не любят, когда им дают про­стые исчерпыва­ю­щие объяснения.

Понятие (в современной терминологии) бесконечно малых есть при­­чина появления атомизма тысячелетие назад:  если бесконечно ма­лые есть реаль­ность, то в пределе объекты природы состоят “из ни­чего”.  

Альтернативой этому является конечный пре­дел при стремлении ма­лых величин к нулю – существование недели­мой минимальной сос­тав­­ля­ю­щей объектов при­ро­ды. Именно такая составляющая была наз­ва­на Древ­ними Греками – атомом. В силу простейших, первичных житей­ских аналогий он должен быть некото­рым твёрдым кусочком. Но это сразу вызывает два кардиналь­ных про­ти­воречия.

Первое из них в том, что, если атом неделим, то на него нельзя на­нес­ти метку, так как она будет его составной частью, которой по опре­де­лению быть не может. Атомы должны быть неразличимы.

Второе – если атомы твёрдые, неизменные “кирпичики” мироз­да­ния, то ими определено всё сущее. Всё известно и задано наперёд одно­значно. Атомы должны выстраиваться всегда по одинаковым законам, которые обязательно имеют продолжение вплоть до са­мо­го человека и его взаимоотношений. Не остаётся свободы воли, которую природа де­мон­стрирует везде, а не только в деятель­но­сти человека. Одновременно природа становится непредсказуемой из-за влияния малых ошибок – будущее как таковое не может существовать.

Современный атом де­лим, имеет структуру и образующие его час­ти – он, отнюдь, не есть “атом” Древних Греков. В современной тер­ми­но­­ло­­гии атому Древних Греков соответствуют “элементарные частицы”, напри­мер, электрон.

Та важнейшая особенность “атома”, что если он не может иметь час­тей, то на него нельзя нанести метку, не есть абстрактные слова. Па­радоксы Древних Греков нельзя игнорировать. Они давлеют над всем ап­па­ратом современного математического описания природы в классичес­кой и в квантовой терминологии.

Отдавая дань парадоксам ещё Секста Эмпирика, например, нельзя современный спин элементарных час­тиц называть вращением:  если  нет  метки, то невозможно определить что есть враще­ние. Это означает, что спин не может быть “ненаблюдаемым” вращением. Он есть нечто, прин­ципи­аль­но отличающееся от вращения.

Известно (об этом писали как один из создателей понятия о спине – Уленбек, так и Дирак), что великий Лоренц категорически отверг идею спина, так как понимал его именно в виде враще­ния (пре­не­б­ре­гая па­ра­док­­са­ми древ­них), а тогда у него скорость на поверх­но­сти элект­ро­на оказы­ва­лась сверх­световой.

Ещё один парадокс “отсутствия частей” связан с касанием между собой “атомов”. Если невозможна метка, то невозможно определить что есть каса­ние между собой минимальных неделимых объектов природы. Ведь по­ня­тие касания подразумевает, что определённой точке одного объек­та можно сопоставить столь же определённую точку другого, а мет­­ки на неделимых объектах, необходимые для этого, – невозможны.

Цивилизации в истории человечества растут и лопаются. Если бы снять мультфильм с картой, отображающей это, то мы увидели бы укруп­няющиеся лопающиеся мыльные пузыри, самый большой из кото­рых сегодня захватил всю нашу планету и по опыту предистории неиз­беж­но должен, как и любой мыльный пузырь, лопнуть.

На обломках вырастают лопухи. И в них для чего-то может быть поль­за. Таким полезным лопухом оказалась схоластика Средневе­ко­вья. Она гипертрофировала роль логики. Имели Адам и Ева пупок или нет? Если они сотворены, то пупка иметь не должны. Если у них был пупок – значит они не сотворены, а имели родителей. Столетия продол­жал­ся этот спор, приводя к силовым ар­гу­ментам из-за невоз­мож­ности средст­ва­ми чистой логики выйти из парадокса. На поло­жительную роль схо­ластики Средневековья в развитии науки указала С.А. Яновская [70].

Создание современной математики на основе понятий о беско­неч­но малых величинах и пределе функции в точке есть величайшее дости­же­ние человечества. Анализ бесконечно малых был той ос­но­вой, на ко­то­рой возникла механика. Эта основа универсальна. Поэто­му она и была настолько решающей в науке. “Математические начала нату­раль­ной философии” – каждое слово в этом заголовке Ньютона имеет фундамен­таль­ный смысл.

Однако понятие бесконечно малых основано на воскрешении аб­сур­да – оно утверждает, что всё состоит из ничего. Ну и что? По срав­не­нию с проблемой пупка Адама и Евы – это мелочи. Абсурд утвердился и оказался гениален.   

Природа существует вне нас. Она заявляет о своём существова­нии весомо, предупреждая – схоластика полезна только иногда. Не мо­жет всё состоять из ничего. Куда не прячь это – в теорию возмущений Пуанкаре, в -функцию Дирака и опе­раторы в гильбертовом пространстве, в симп­лек­тическую геомет­рию – уши торчать всё равно будут.

Всё состоит из ничего – проявило себя в проблеме возникно­ве­ния, вопреки природе, бесконечностей. Первая из них стала обиженно и гром­ко кричать в связи с законом излучения абсолютно чёрного тела. Макс Планк в 1900 г. угадал апроксимационную формулу для неточ­ных экс­пе­ри­ментальных данных. Подробно я рассказал об этом школь­ни­кам – бу­ду­щим научным работникам в [71]. Эта формула устранила беско­неч­но­сти из опи­са­ния из­лу­че­ния абсолютно черного тела. Но Планк понимал – это не апрокси­ма­ционная формула. Это фундаментальное описание того, из чего сос­тоит всё. Поняли это сразу остальные?  Поверили ему?  Конечно, нет!

Спустя 11 лет (!), в 1911 г. проходил Сольвеевский конгресс, на ко­то­ром доклад о продолжении своих работ по квантам сделал Планк [72]. С замечаниями высту­пили все те, кто составил славу науки нашего века. Ни один Планка не поддержал – вежливое тихое неверие. Мешать не бу­дем. Делай, что делаешь, но мы не верим тебе. Прочтите сами [73]. Пу­ан­каре небрежно бросил – а как быть в случае систем со многими степе­нями свободы? Планк поду­мал и дал ответ [63]. Я показал в параграфе 5 этой главы и во всей этой книге, что в ответе Планка содержится предпосылка для объяснения все­го мироздания. Но для этого надо серьезно отнестись к причинам воз­ник­­но­ве­ния в науке бесконеч­ностией, а не до бесконечности латать ды­ры на штанах бесконечно малых.

Природа не может состоять из ничего. Конечные “мешки” иерар­хи­чески разных размеров с нерас­тя­жи­мыми стенками, наполненные стран­ной 6N-мерной несжимаемой “жид­костью” – координатами и им­пуль­сами (движением как “суб­стан­ци­ей”) – вот вуль­гарное разрешение парадоксов Древних Греков. Из них мож­но строить всё. И это всё уже не будет состоять из ничего. При­ращения dq и dp обязательно должны быть взаимосвязаны и в таком виде – конечны. Вот что на­всегда изгоняет бес­ко­нечности из науки. И это же одним уда­ром разрубает пу­та­ницу многих гордиевых узлов. В частности, не возникает проблем и со свободой воли. Случайность неустранимо присутствует в неопределённости “формы” таких объектов.

Но одновременно “мешки” – объект вполне детерминированный, без мистики, без насилия над природой. Соотношение неопределённости Гейзенберга есть нечто не­пред­ставимое, а мешок вполне материален. За­хо­тели его измерить вдоль или поперёк? Берите микрометр и культурно измеряйте. Куль­турно – это значит, что касание измерительного прибора с объек­том фиксируется объективно, количественно величиной какого-ли­бо приз­нака. В мик­ро­метре есть “трещётка” для осуществления куль­ту­ры – как только пере­ме­щение его измерительного штифта встречает со­про­тив­ление за­дан­ной величины, вращение винта, двигаю­щего штифт, прек­ра­ща­ется. Измерили мешок вдоль. За счёт калиб­ро­ван­ного дав­ления штиф­та микрометра из­меняется раз­мер поперёк мешка. Но в природе нет “трещётки” – поперечный размер ста­но­­вит­ся не­опре­делённым. К инде­тер­­ми­низму это никакого отно­ше­ния не име­ет. Это не больше, чем дру­гая “технологическая куль­ту­ра” измере­ний в приро­де по отношению к измере­ниям человека.

Не менее громкий крик природа подняла и по поводу теплоёмко­сти твёрдых тел. Прямо, явно она сказала человеку – постоянная Больц­ма­на есть величина, однородная с постоянной Планка. И не единствен­ная из таких. А учёные в ответ давай ей очки втирать.

Больше столетия продолжается спор о том – три, четыре или даже пять еди­ниц составляют основу систем размерностей и единиц измере­ний. Но посреди систем измерений торчит и кричит абсолютно произ­воль­ная по отношению к ним единица температуры. Это полностью иг­но­рируется под прикрытием чисто “технического” градуса Кельвина.

Нет никакой мистики и проблем в том, что будущее зависит от “из­ме­ре­ний” в настоящем. Существует информация как физическая пе­ре­менная. Она с участием настоящего задаёт будущее системы. Она в оп­ре­­де­лённых условиях, с определёнными оговорками может по­мочь вос­­ста­новить прошлое. Люди давно и безоговорочно знают, что будущее зависит от ин­фор­мации в настоящем. Потому от самых первобытных вре­­мён, у всех людей, племён, рас и народов обязательно существовали, сущест­ву­ют и будут существовать секреты. Провели “измерение” – шпи­о­ны рас­кры­ли секретную информацию – будущее изменилось необрати­мо. Изменение количества информации в системе бесспорно влияет на её будущее. Это общеизвестно в человеческой практики.

И если уж говорить об атомах, то можно ли не упомянуть про атом­ную бомбу?

Сенсацией последних лет стала книга дозированных откровений од­ного из генералов о том, как ловко он для России выкрадывал секреты американской атомной бомбы. И что, вообще, автором советской атом­ной бомбы являются не какие-то там учёные, а он.

За страстями засекречивания как способа монополизации и щита для произвола безграмотности и расточительности, за въедливым конт­ро­лем над учёными “секретчиков”, которых отбирают по принципу ис­пол­нительности в ущерб знаниям, забыто глав­ное – определение понятия секретность [74].

Секретной информацией в человеческих взаимоотношениях явля­ет­ся всё то, что может необратимо изменить будущее человеческих сос­то­яний. При­чём дело не в битах или натах информации как кодировке букв и чер­тежей для передачи их по секретным каналам. Дело в инфор­ма­ции как абстрактной реализации физической переменной, содержа­щейся в этих бумажках. То есть в по­тен­циалах, уравнениях состояния и прочем арсе­нале точных наук, выражаю­щем в абстрактных переменных факт утечки информации. Количественно информацию выражает устра­нён­ная неопределённость. Информацию создаёт процесс её синтеза – за­по­минание в данных условиях конкретных случайностей. 

Сейчас хорошо известно, что работы над атомной бомбой (о воз­мож­ности и необходимости которых советские физики говорили руко­водству страны неоднократно) начались тогда и потому, что по секрет­ным каналам была получена информация о том, что в Америке такие ра­бо­ты ведутся практически и с большим размахом. В основе этой утечки информации лежала искренняя вера конкретных людей в утопию a priori “справедливого общества”, а не генералы.

Главный результат атомного шпионажа не в тех битах или натах, ко­торые содержались в утащенных бумажках [75]. В “Человеке-неви­дим­ке” есть гениальная подробность о Кэмпе, который носит с собой то­ма би­тов и натов, но не может их понять – получить информацию.

Роль ин­фор­­мации в виде бумажек, как абстрактного выражения физической переменной, в атом­ном шпи­о­наже была в том, что сохранила жизнь и дала возможность рабо­тать тем, кто мог сам и создал сам атом­ную и водородную бомбы. Если бы не ин­фор­мация шпионов именно в этом смысле, то уже подготовленный раз­гром физики типа лысен­ко­в­щи­ны был бы осуществлён, а после этого даже полные тома проектов со всеми деталями и технологией не привели бы ни к атомной, ни к водо­родной бомбе. Информация – это устранённая неопределённость. Биты логических построений есть также информация, но другая – семан­ти­ческая в том понимании терминологии, которое введено в этой книге.

Синтез новой информации как устранённой неопределённости – вот главное содержание моих работах [2] – [6] и этой книги. Битов в этом мень­­ше, чем кому-то хотелось бы? Несомненно. Но биты мате­ма­ти­чес­ких подробностей это уже информация другого плана – семан­ти­чес­кая ин­фор­мация как реа­лизация изменений абстрактной свободной энергии в переменных ло­ги­ки. Её во всех подробностях один человек син­тезиро­вать не может. Ньютон создавал математические начала нату­ральной фи­ло­софии. Сегодня математический аппарат есть. Но под ним недоста­точно ин­фор­мационных начал, устранённой неопределелённости – нату­раль­­ной фи­ло­софии.