Найти тему
Homo Scientificus: наука

Сможет ли физика предсказывать будущее?

Оглавление

Мы, люди, не согласны верить в то, что будущее нельзя предсказать. Поэтому решаем этот вопрос комплексно: с одной стороны, над ним работают шарлатаны, с другой – учёные.

Начнём с шарлатанов

Нам интересен частный случай шарлатанства – астрология. Её вообще-то можно было бы проверить научными методами, если бы она давала однозначные прогнозы. Но астрологи намеренно делают свои прогнозы настолько туманными, что истолковать их можно по-разному, а такое научной проверке не поддаётся. Но всё же основная причина, по которой наука не верит в астрологию в том, что она не связывается с теориями, проверенными и доказанными экспериментально. Почему положение Меркурия на фоне далёких звёзд (которые вообще уже может миллиард лет назад умерли), должно как-то быть связано с поведением молекул на Земле? Вы верите в это?

.
.

Что касается учёных...

...то жил-был когда-то Лаплас, который предположил, что, если знать положение и скорость ВСЕХ частиц во Вселенной в конкретный момент времени, можно определить состояние Вселенной в прошлом или будущем.

Эта идея ещё называется физический детерминизм. Ах, если бы так было на самом деле, боюсь, астрология уже не существовала бы. На деле всё сложнее, как всегда… Я вряд ли удивлю вас идеей о том, что взмах крыла бабочки может вызвать дождь в другой части планеты, а в следующий раз этот же взмах крыла может привести к совершенно другим последствиям. Такова Вселенная: крошечное событие в настоящем может привести к глобальным изменениям в будущем. Но это лишь одна из точек зрения. Конечно же есть те учёные, которые верят, что физика сможет предсказывать будущее. Но и верующие, и неверующие согласны в том, что всё зависит от чёрных дыр… Сразу оговоримся, что термины "верующие" и "неверующие" в нашей статье не относятся к религии. Эти термины о том, верят ли люди в способность физики предсказывать будущее или не верят.

Давайте посмотрим, что говорят неверующие в силу физики предсказывать будущее

Будем называть их просто неверующими – такими физическими атеистами. Они обязательно скажут, что вообще-то существует принцип неопределённости, и измерить положение частицы и её скорость одновременно невозможно. А это большая загвоздка, так как скорость и положение всех частиц во Вселенной нужно для того, чтобы предсказать будущее (и прошлое). А в реальности всё устроено так, что, когда пытаешься точно измерить положение частицы, у тебя абсолютно не получится вычислить её точную скорость. И наоборот. Что-то одно: либо знаешь точную скорость, либо точное положение.

Однако эта проблема решаема. Наполовину. Квантовая физика её создала, квантовая же физика говорит, что с ней делать. Волновая функция, бро, спасёт нас! Да, состояние частицы можно описать при помощи волновой функции. Не надо пугаться сложных слов типа "волновая функция". Нам достатоно знать только то, что она позволяет предсказать вероятность обнаружения частицы в определённом месте, а также её вероятную скорость. Но точно узнать вновь можно только что-то одно. В общем-то волновая функция – это всё, что поддаётся точному определению. Это настолько ВСЁ, ЧТО У НАС ЕСТЬ, что мы даже не можем предположить, что самому Богу известны одновременно точное положение частицы и её точная скорость. Он тоже может знать только волновую функцию.

Однако волновая функция – это такая штука, прошлое и будущее состояния которой можно определить. Для этого нужно использовать уравнение Шрёдингера. Да, мы вновь можем определить только точное положение частицы в прошлом или будущем, или её точную скорость в прошлом или будущем. Это всего лишь половина от Лапласовского детерминизма, но уже что-то!

Но неверующие уже тут как тут размахивают теорией относительности и заявляют, что так-то оно так, да вот работает это уравнение только если считать, что время во Вселенной абсолютно. Но вы, мои умные читатели, конечно же знаете из прошлых статей, что для каждого время течёт по-разному, что время совсем не абсолютно. Для тех, кто всё ещё не в курсе: ай-я-яй, подписывайтесь и не пропускайте ничего, но так уж и быть, для вас внизу я прикреплю ссылку на статью об относительности времени.

Вкратце. Пространство-время искажается объектами, в котором они находятся: Солнце продавливает ткань пространства-времени, создавая при этом гравитацию и искривление времени (правда последнее для нас не заметно). Чёрная дыра тоже искривляет пространство-время, правда гораздо сильнее Солнца: там искривление времени уже очень существенно, и, если вы удосужитесь в неё попасть, время для вас перестанет существовать, оно навсегда замрёт.

Чёрные дыры, неверующие и верующие

О волшебстве чёрных дыр вы тоже можете узнать из прошлой статьи, ссылка также прикреплена внизу.

Волновая функция и чёрная дыра
Волновая функция и чёрная дыра

Когда часть волновой функции пропадает в чёрной дыре, она становится не наблюдаемой для нас, да и вообще для кого угодно. Если конечно вы остались снаружи чёрной дыры. Если же упали вместе с частью волновой функции, то может и знаете, что с ней там происходит, но только не сможете нам сказать. Пропавшая часть волновой функции может иметь большой объём информации и да, по оставшейся части функции восстановить её не получится.

Этот смелый экспериментатор влетает в чёрную дыру или вылетает из неё?
Этот смелый экспериментатор влетает в чёрную дыру или вылетает из неё?

И вот в этот момент дадим высказаться верующим

Они считают, что часть информации, которая попадает в чёрную дыру, никуда не исчезает бесследно. Они рассматривают чёрную дыру как объект, состоящий из блоков (p-бран (пи-бран)). Чёрные дыры могут быть составлены из блоков, как, например, вода из молекул H2O. В модели p-бран волновая функция, попавшая в чёрную дыру будет сохраняться в волновой функции колебания бран. В итоге чёрная дыра испарится, и сохранившаяся в ней информация покинет её целая и невредимая в виде излучения р-бран. Если чёрные дыры действительно устроены именно так, то уравнение Шрёдингера может быть использовано. Значит, прошлое и будущее при помощи физики можно определить, хоть и частично. Последние работы всё же свидетельствуют о том, что информация не исчезает бесследно.

А вы что думаете? Относите себя к физическим атеистам или верите в физику, как инструмент предсказания состояния Вселенной?

Не забывайте подписаться, если ещё этого не сделали!

Почитать об относительности времени можно здесь и здесь.

Почитать о чёрных дырах можно здесь.