Случайны ли случайности: главный спор современной теоретической физики

Теория вероятностей может рассматриваться не только как математическая теория, но и как теория физическая, причем более фундаментальная, чем квантовая механика или общая теория относительности. Некоторые неожиданные результаты такого подхода обнаружил и изучил исследователь из Тюменского государственного университета (ТюмГУ) Луи Вервурт. Результаты исследования опубликованы в журнале "Entropy".

Тысячелетняя головоломка

Издревле философы и ученые спорят, все ли события в мире имеют причины, или же возможны чистые случайности. В 20-е годы двадцатого века этот же спор разгорелся с новой силой в теоретической физике, между Эйнштейном и Бором. Общепризнанного решения этой проблемы нет и сейчас.

Квантовая механика Бора, косвенно отстаивающая возможность случайности, успешно применяется для работы со сверхмалыми объектами, тогда как Общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна, развивающая традицию классического детерминизма, остается единственным научным описанием гравитации. Теория квантовой гравитации, которая могла бы разрешить этот почти столетний конфликт, по-прежнему не создана.Специалист Нью-Йоркской фондовой биржи во время работы. 8 октября 2019 года

 

Работая в рамках современной теории вероятностей, физик из ТюмГУ Луи Вервурт выдвинул гипотезу о том, что принцип детерминизма обладает большей объяснительной силой при интерпретации математических основ физики, чем противоположный ему принцип, базовый для современной квантовой механики.

 

Согласно супердетерминизму, как называют этот принцип физики, с момента Большого Взрыва каждое событие может происходить лишь одним единственным способом, а случайность как таковая невозможна.

 

"Ключевые элементы современной теории вероятностей - проблема Колмогорова, посвященная природе корреляции, и теорема Центрального предела, описывающая вероятностные закономерности физических качеств - указывают на наличие "скрытых параметров", которые предсказывал Эйнштейн. Детерминизм также позволяет по-новому взглянуть на теорему Белла, считающуюся сегодня главным препятствием для объединения ОТО и квантовой механики", - объяснил идею исследования Луи Вервурт.

На стыке физики и философии

В квантовой теории субатомные частицы, как известно, парадоксальным образом обладают одновременно характеристиками и частицы, и волны, а их положение в пространстве может быть описано только вероятностно. Альберт Эйнштейн видел в этом свидетельство неполноты квантовой механики, требуя продолжить поиск реалистического описания природных процессов, тогда как Нильс Бор и его сторонники отстаивали уникальность законов микромира, где, по их мнению, перестают действовать привычные для нас физические законы.

 

Результативный поиск теории, которая позволит преодолеть этот кризис, возможен, как считают специалисты, путем смены исследовательской парадигмы, которая, грубо говоря, представляет собой набор принципов интерпретации математической формы теории.

"Когда мы вникаем в смысл научной теории по ту сторону уравнений, то волей-неволей мы попадаем в область влияния философских принципов. В случае квантовой механики, я считаю, что чисто философский принцип “свободной воли”, зачастую используемый как аргумент против детерминизма, создает своего рода инерцию, которая мешает постановке актуальных проблем", - поделился Луи Вервурт.

оссийский физик-теоретик, профессор НИЯУ МИФИ Сергей Рубин прокомментировал идеи Луи Вервурта так: "Затрагиваются глубокие проблемы квантовой механики, основы которой еще не до конца поняты, поэтому эта тема интересная многим. Коллеги, на которых ссылается автор исследования - безоговорочно известные и достойные ученые. Однако некоторые аналогии, которые он использует в качестве обоснования своей идеи, приводят скорее к обратному результату".

 

Хотя, как считает сам Луис Вервурт, супердетерминизм еще далек от того, чтобы опровергнуть предложенную Бором интерпретацию квантовой механики, сегодня в среде ученых интерес к нему растет. Среди признанных специалистов, призывающих к исследованиям в этом направлении – такие видные физики, как Сабина Хоссенфельдер и нобелевский лауреат Джерард Хуфт.