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

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.

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