"Этот «цифровой» физический мир" - читать интересную книгу автора (Гришаев Андрей Альбертович)

1.3. Некоторые принципы работы программного обеспечения физического мира.

Обеспеченность бытия физического мира программными средствами является приговором для многих моделей и понятий современной теоретической физики, поскольку функционирование программного обеспечения происходит по принципам, учёт которых ограничивает полёт теоретических фантазий.

Прежде всего, если бытие физического мира программно обеспечено, то это бытие – полностью алгоритмизовано. Любой физический объект является воплощением чёткого набора алгоритмов. Поэтому адекватная теоретическая модель этого объекта, конечно же, возможна. Но эта модель может быть основана лишь на верном знании соответствующего набора алгоритмов. Причём, адекватная модель должна быть свободна от внутренних противоречий, поскольку от них свободен соответствующий набор алгоритмов – иначе он был бы неработоспособен. Аналогично, адекватные модели различных физических объектов должны быть свободны от противоречий между собой.

Разумеется, пока мы не обладаем полным знанием всего набора алгоритмов, обеспечивающих бытие физического мира, противоречия в наших теоретических воззрениях на физический мир неизбежны. Но уменьшение числа этих противоречий свидетельствовало бы о нашем продвижении к истине. В современной же физике, наоборот, число вопиющих противоречий лишь возрастает со временем – а это значит, что здесь происходит продвижение совсем не к истине.

Каковы же основные принципы организации программного обеспечения бытия физического мира? Есть программы, которые представляет собой набор пронумерованных команд-операторов. Последовательность их выполнения детерминирована, начинаясь оператором «Начать работу» и заканчиваясь оператором «Закончить работу». Если такая программа, будучи запущенной, не влипнет в сбойную ситуацию вроде зацикливания, то она непременно доберётся до «конца» и успешно остановится. Как можно видеть, на программах только такого типа не построить программного обеспечения, которое способно бесперебойно функционировать неопределённо долго. Поэтому программное обеспечение физического мира, как можно допустить, построено по принципам обработчиков событий, т.е. по следующей логике: если соблюдены такие-то предусловия, то сделать вот что. А если соблюдены другие предусловия – сделать вон что. А если не соблюдены ни те, ни другие – ничего не делать, сохранять всё как есть! Отсюда вытекают два важных следствия.

Во-первых, из работы по предусловиям следует обобщённое правило инерции: пока нет предусмотренных стимулов для изменения физических состояний, никаких изменений состояний и не производится, т.е. состояния остаются прежними. Этот вывод, конечно, не понравится тем мыслителям, которые полагают, что физические объекты находятся в непрерывном взаимодействии. Увы – опыт свидетельствует о том, что на микроуровне взаимодействия не являются непрерывными, а изменения состояний происходят скачкообразно. Иллюзия непрерывности взаимодействий имеет место на макроуровне – где эта «непрерывность» проистекает из усреднения и сглаживания результатов множества элементарных актов взаимодействия, которые происходят по дискретной логике цифрового мира.

Во-вторых, из работы программ по предусловиям следует, что не бывает спонтанных физических явлений. «Спонтанным» называют явление, которое происходит самопроизвольно, без видимых причин. Но если мы не видим причины явления, то это ещё не значит, что причины нет. Обусловленность физических явлений работой программ как раз и подразумевает, что если эти программы не сбоят, то они не допускают ничего сверх того, что в них предусмотрено. А, значит, причина у любого физического явления непременно имеется. Спонтанность же – это физическое беззаконие. И не торчат ли здесь ослиные уши, поскольку это беззаконие, как выясняется, подчиняется некоторым закономерностям? Так, «спонтанное» излучение фотонов, как утверждает квантовая теория, происходит с определённой вероятностью, а частота «спонтанных» радиоактивных превращений ядер в образце уменьшается со временем по экспоненциальному закону… Вот так «самопроизвол» получается! Давайте же не будем детей смешить, давайте будем последовательны. Давайте признаем, что вещество не выдаёт никакой отсебятины, что оно лишь подчиняется программным директивам.

Такое подчинение, заметим, отнюдь не приводит к абсолютному детерминизму, т.е. к полной предопределённости череды физических событий при заданных начальных условиях – как это представлялось Лапласу. Лапласовский детерминизм был логическим следствием уравнений ньютоновской механики. Эти уравнения, действительно, детерминистичны, поскольку подразумевают абсолютную математическую точность своей работы: задай, для некоторого момента времени, начальные условия с абсолютной точностью – и получи, с помощью этих уравнений, абсолютно точные предсказания для любого последующего момента времени. Однако, реальный физический мир – это не математическая идеализация. Здесь нет непрерывно-абсолютной точности даже для пространственно-временных физических величин, потому что вещество устроено принципиально прерывно в пространстве и во времени. Квантовый пульсатор характеризуется дискретом в пространстве – ненулевым размером, а также дискретом во времени – периодом своих квантовых пульсаций. Поэтому пресловутые «начальные условия» не могут быть заданы с абсолютной точностью. Всегда будет некоторый пространственно-временной разброс, всегда будет соответствующая неопределённость – а, значит, о детерминизме здесь не может быть и речи. Поэтому в основу программного обеспечения физического мира не могут быть положены детерминистичные уравнения.

Добавим, что неадекватность этих уравнений реальным физическим законам обусловлена ещё одним обстоятельством. Детерминистичные уравнения хорошо работают, обеспечивая приемлемую точность предсказаний, лишь пока процессу, который они описывают, ничего не мешает. Например, уравнения ньютоновской механики весьма неплохо описывают движение планет. Но для описания движения молекул в газе эти уравнения мало пригодны: первое же столкновение молекулы с другой молекулой – и от непрерывно-предсказуемости её движения мало что остаётся. Программное обеспечение физического мира, основанное на детерминистичных уравнениях, оказалось бы неработоспособно: программы моментально захлебнулись бы исключительными ситуациями. Кстати, здесь мало помог бы и другой метод построения программ, соответствующий статистическому методу описания в физике. Статистический метод описывает поведение больших коллективов частиц в целом, игнорируя судьбы отдельных частиц этого коллектива. А ведь каждая «исключительная ситуация» должна быть обработана индивидуально. Причём – незамедлительно. Скажем, если происходит неупругое столкновение частиц, то тот или иной вариант превращений энергии должен быть приведён в действие сию же секунду. Более того – сию же фемтосекунду! А «статистику» экспериментатор наберёт уже по совокупности наблюдений достаточно большого числа тех самых неупругих столкновений – и обнаружит, например, что в 80% случаев частицы распадаются по варианту №1, а в 20% - по варианту №2. Причём, знание этого процентного соотношения отнюдь не позволит достоверно предсказать, какой вариант распада окажется реализован в каждом конкретном случае. Вновь мы видим, что без обработчика событий, т.е. без работы программ по предусловиям, никак не обойтись.

И, поскольку мы вновь вернулись к принципу работы по предусловиям, обратим внимание на ещё одну важную особенность такой работы. А именно: в любом предусловии число задействованных физических параметров непременно ограничено – поскольку любая программа способна обрабатывать текущие значения лишь ограниченного числа параметров. Из этой очевидной особенности следует, в частности, что любой физический объект способен одновременно взаимодействовать с принципиально ограниченным количеством других физических объектов. Так, ньютоновский закон всемирного тяготения, согласно которому каждая массочка взаимодействует со всеми остальными массочками во Вселенной, является математической идеализацией – физически же, такое положение дел нереально. В частности, как мы увидим далее, область действия тяготения планеты не простирается до бесконечности, а имеет выраженную границу, за пределами которой планетарное тяготение совершенно отсутствует – у Земли эта граница отстоит примерно на 900 тысяч километров. Не сочтите это за шутку, дорогой читатель: при пересечении границ областей планетарного тяготения – как светом, так и космическими аппаратами – происходят реальные физические эффекты, которые официальная наука до сих пор не может объяснить. Причём, для ограниченности областей действия тяготения звёзд и планет мы усматриваем большой резон. Программное обеспечение физического мира вышло бы чудовищно и бессмысленно усложнённым – будучи совершенно неработоспособным – если, благодаря ему, всяк наш чих вызывал бы отклик во всей Вселенной.

Таким образом, проясняется ещё одно принципиальное обстоятельство: поскольку физические законы обусловлены программным обеспечением с ограниченными возможностями, то характер этих законов не допускает ситуаций, при которых происходил бы выход за рамки этих ограничений. В реальном физическом мире недопустимы те вольности с энергией, которые позволительны в математике – например, недопустимы сингулярности, в которых величина энергии стремится к бесконечности. Также недопустимы объекты с бесконечным числом степеней свободы, а, значит, и с бесконечным энергосодержанием – а именно такими объектами являются, например, электромагнитное поле и «физический вакуум». Мы заостряем внимание на математических вольностях с энергией, поскольку всё содержание физических законов, на наш взгляд, сводится к простому алгоритму: «При такой-то и такой-то ситуации, произвести превращение такого-то количества энергии из одной формы в другую». Разумеется, при любом таком превращении, количество энергии в новой форме – это то же самое количество энергии, бывшее в исходной форме. Отсюда, на наш взгляд, и проистекает закон сохранения энергии – фундаментальный и универсальный физический закон.

Уместно заметить, что, ввиду фундаментальности такой физической величины, как энергия, любой физический объект непременно обладает энергиями, а при любых изменениях физических состояний непременно происходят те или иные превращения энергии. Более того – величины и формы энергий объекта являются его важнейшими физическими характеристиками, а превращения энергий являются сущностью происходящих изменений состояний. Поэтому если некая теоретическая модель не даёт внятного разъяснения вопросов об энергиях физического объекта или о превращениях энергии при некотором физическом процессе, то такая модель не может претендовать на соответствие физическим сущностям. Так, официальная теория тяготения – общая теория относительности – не может называться физической теорией хотя бы потому, что на протяжении уже почти столетия она уходит от обсуждения вопроса об энергии гравитационного поля и, соответственно, утверждает, что при свободном падении пробного тела никаких превращений энергии не происходит. Между тем, даже детям известно, что кирпич, уроненный с большей высоты, ударяет по головушке сильнее. Если теоретики не понимают, что, падая дольше, кирпич набирает большую энергию движения – они могут легко в этом убедиться на собственном опыте.

И ведь реалии «цифрового» мира таковы, что они в чистом виде выражают сущность той или иной формы физической энергии. Надо лишь иметь в виду, что любая форма физической энергии непременно соответствует какой-либо форме движения. Так, собственная энергия элементарной частицы – это энергия квантовых пульсаций, т.е. циклических смен состояний. Энергия связи на дефекте масс – это энергия циклических перебросов квантовых пульсаций в паре связанных частиц. Энергия движения элементарной частицы – это энергия цепочки её элементарных перемещений, квантовых шагов.

И здесь мы обнаруживаем нечто замечательное. Энергия любого движения – всегда принципиально положительна. Если каждая форма физической энергии соответствует какой-либо форме движения, то никакая физическая энергия не может быть отрицательной. Беспроблемные превращения одних форм энергии в другие возможны лишь для положительных энергий, поскольку эти превращения являются следствиями превращений соответствующих форм движения. Чисто математически, позволителен рост положительной кинетической энергии за счёт уменьшения отрицательной потенциальной энергии, но такая математика не имеет отношения к физическим реалиям. Люди могут работать в долг, но физические законы – нет: здесь обмен всегда и немедленно эквивалентен.

Для сравнения: в ортодоксальной физике сущность большинства форм энергии нисколько не поясняется. Какова, например, природа собственной энергии тела, mc²? За сотню лет наука не смогла дать ответа на этот вопрос! А какова природа т.н. потенциальной энергии тела, которая зависит лишь от его местонахождения? Не выдумка ли это – потенциальная энергия – которая потребовалась только для того, чтобы сводить концы с концами в балансах с участием кинетической энергии? А какова природа энергии химических связей – часть которой, якобы, выделяется в виде тепла при реакциях горения? «Молекулы реагентов были связаны слабо, молекулы продуктов стали связаны сильнее – разность пошла на выделение тепла.» И всё? Долго ещё будет продолжаться этот лепет?

Наконец, раз уж у физических объектов обладание энергиями в различных формах, а также превращения энергий из одних форм в другие, обусловлены программными предписаниями, то следует иметь в виду принципиальное свойство любых программных предписаний: их текущие директивы, по определению, однозначны. Программа может быть весьма «навороченной», сильно ветвиться и предусматривать огромное (но всегда конечное) число вариантов отработки ситуаций – но если уж программа отождествила наступление некоторого предусловия, то приводится в действие один-единственный вариант отработки, соответствующий тому самому предусловию. Отсюда с очевидностью следует важнейший принцип, по которому существует физический мир: все физические явления – однозначны. То есть, однозначными являются все текущие физические состояния, а также однозначно происходят изменения физических состояний, с однозначными превращениями энергии – независимо от «точек зрения» кривых и косых наблюдателей. Так, не может быть физических сил, которые действуют лишь в некоторых системах отсчёта. Либо сила действует, либо – нет. Поэтому совершенно нефизична концепция сил инерции, которые действуют лишь в ускоренных системах отсчёта. Да и любимый конёк специальной теории относительности – парадокс близнецов (он же парадокс часов) – является пустышкой, которую породила гнилая теория, ибо на практике этого парадокса нет. Опыт работы с транспортируемыми атомными часами, в том числе установленными на бортах навигационных спутников, с полной очевидностью показывает, что результаты сличений пар движущихся часов всегда однозначны: если часы №1 отстали от часов №2, скажем, на 300 наносекунд, то это значит, что часы №2 ушли вперёд от часов №1 на те же 300 наносекунд. Более того, эти однозначные эффекты, обусловленные движением пар часов, не удаётся объяснить в терминах относительной скорости движения часов в этой паре! Для согласия с опытом, приходится рассчитывать для каждых часов индивидуальное изменение хода, соответствующее индивидуальной скорости движения этих часов, а затем брать разность накопившихся эффектов у тех и других часов. Практика с очевидностью показывает, что адекватное описание физического мира не построить в терминах относительных скоростей – ведь даже в случае с транспортируемыми часами приходится оперировать их индивидуальными, однозначными скоростями. Ниже мы покажем, как эти скорости безошибочно отсчитывать.

По логике вышеизложенного, однозначности физических явлений мы придаём исключительно важное значение.

Во-первых, работа программ, по определению, происходит таким образом, что текущие состояния физических объектов принципиально однозначны. Поэтому, на наш взгляд, великим абсурдом является центральное понятие квантовой механики – о смешанных состояниях. Речь ведут о том, что микрообъект может находится сразу в нескольких «чистых» состояниях, имея при этом, например, сразу три различных значения энергии в одной и той же форме. Допущение подобных чудес, попирающих закон сохранения энергии, означает признание теоретиками своей неспособности объяснить явления микромира на основе разумных представлений.

Во-вторых, если, помимо неоднозначностей пребывания в том или ином состоянии, допускались бы неоднозначности при изменениях физических состояний, то, как следствие, допускались бы нарушения закона сохранения энергии. Именно такие нарушения, опять же, понадобились теоретикам для решения своих теоретических проблем: они привлекли на помощь принцип неопределённости, «согласно которому закон сохранения энергии может как бы нарушаться» [Н1] на малых интервалах времени.

Неоднозначности пребывания в состояниях и неоднозначности изменений состояний, допускаемые принципом смешанных состояний и принципом неопределённости, указывают на глубину кризиса в современной теоретической физике. Ибо она сама растоптала «самое святое», что у неё было – закон сохранения энергии. Ну, полная беспринципность! Совершенно неадекватная тому, что физический мир – воплощение «тупой автоматики»!

Итак, кратко повторим вышеназванные принципы работы программного обеспечения физического мира. Во-первых, эти программы работают по принципу обработчиков событий, т.е. по предусловиям; во-вторых, возможности этих программ ограничены; и, в-третьих, текущие директивы, определяющие состояния физических объектов, а также изменения этих состояний – всегда принципиально однозначны.