Имплицитный и эксплицитный порядки в квантовой теории.

Введение

Онтологические концепции квантовой теории

Имплицитный и эксплицитный порядки – это онтологические концепции квантовой теории, предложенные физиком-теоретиком Дэвидом Бомом в начале 1980-х годов. Они используются для описания двух различных подходов к пониманию одного и того же явления или аспекта реальности. В частности, эти концепции были разработаны для объяснения странного поведения субатомных частиц, которое квантовая физика описывает и предсказывает с изящной точностью, но с трудом объясняет. В своей книге «Целостность и имплицитный порядок» Бом использовал эти понятия для описания того, как проявление подобных явлений может выглядеть по-разному или характеризоваться различными ключевыми факторами в зависимости от контекста, например, масштаба. Имплицитный порядок (также называемый "свернутым") рассматривается как более глубокий и фундаментальный уровень реальности. В отличие от него, эксплицитный или "развернутый" порядок включает абстракции, которые обычно воспринимают люди. Как он писал:

В свернутом [или имплицитном] порядке пространство и время больше не являются определяющими факторами, устанавливающими отношения зависимости или независимости между различными элементами. Скорее, возможна совершенно иная базовая связь между элементами, из которой наши обычные представления о пространстве и времени, наряду с отдельно существующих материальных частицами, выводятся как формы, полученные из более глубокого порядка. Эти обычные представления, по сути, возникают в так называемом "явном" или "развернутом" порядке, который является особой и выделенной формой, содержащейся в общей совокупности всех имплицитных порядков.

Обзор

Понятие подразумеваемых и явных порядков подчеркивает первичность структуры и процесса по отношению к отдельным объектам. Последние рассматриваются как лишь приближения к лежащему в основе процессу. В рамках этого подхода квантовые частицы и другие объекты понимаются как обладающие лишь ограниченной степенью стабильности и автономии. Бом полагал, что необычность поведения квантовых частиц обусловлена ненаблюдаемыми силами, утверждая, что пространство и время, возможно, выводятся из еще более глубокого уровня объективной реальности. По словам Ф. Дэвида Пита, Бом считал, что то, что мы воспринимаем как реальность, – это "поверхностные проявления, явные формы, временно развернувшиеся из лежащего в основе подразумеваемого порядка". Иными словами, подразумеваемый порядок является основой, из которой возникает реальность.

Эксплицитный порядок и квантовая запутанность

Центральным в схеме Бома являются корреляции между наблюдаемыми величинами сущностей, которые, кажется, разделены огромными расстояниями в явном порядке (например, конкретный электрон здесь, на Земле, и альфа-частица в одной из звёзд галактики Абелла 1835, которая является одним из возможных кандидатов на звание самой далёкой от Земли галактики, известной человечеству), – проявления имплицитного порядка. В квантовой теории наблюдается запутанность таких объектов. Эта концепция порядка принципиально отличается от любого представления, предполагающего передачу сигналов и, следовательно, причинность. Корреляция наблюдаемых величин не подразумевает причинного влияния, и в схеме Бома последнее представляет собой "относительно" независимые события в пространстве-времени, а значит, относится к явному порядку.

Общая основа для сознания и материи

Внутрисвязный порядок представляет собой предложенную общую метафизическую концепцию, в рамках которой утверждается, что материю и сознание можно понять как явления, в том смысле, что и материя, и сознание: (i) заключают в себе структуру целого в каждой области, и (ii) вовлекают непрерывные процессы свернутости и развернутости. Например, в случае материи, такие сущности, как атомы, могут представлять собой непрерывную свернутость и развернутость, проявляющуюся в виде относительно стабильной и автономной сущности, которую можно наблюдать, следующей по относительно чётко определённой траектории в пространстве-времени. В случае сознания, Бом сослался на доказательства, представленные Карлом Прибрамом, о том, что воспоминания могут быть свернуты в каждой области мозга, а не локализованы (например, в определённых областях мозга, клетках или атомах). Бом продолжил: Как и в нашем обсуждении материи в целом, теперь необходимо рассмотреть вопрос о том, как в сознании явный порядок является тем, что проявляется; явное содержание сознания по сути основано на памяти, которая позволяет этому содержанию сохраняться в относительно постоянной форме. Разумеется, для обеспечения такой постоянства также необходимо, чтобы это содержание было организовано не только посредством относительно фиксированных ассоциаций, но и с помощью правил логики, а также наших базовых категорий пространства, времени, причинности, универсальности и т.д. Существует сильный фон повторяющихся, стабильных и различимых элементов, на фоне которых преходящие и изменяющиеся аспекты непрерывного потока опыта воспринимаются как мимолётные впечатления, которые, как правило, упорядочены и организованы главным образом с точки зрения обширной совокупности относительно статического и фрагментированного содержания [воспоминаний]. Бом также утверждал, что "как и в случае сознания, каждый момент имеет определённый явный порядок и, кроме того, заключает в себе все остальные, хотя и по-своему. Таким образом, отношение каждого момента к целому ко всем остальным подразумевается его общим содержанием: тем, как он "удерживает" все остальные, свернутые внутри него". Бом характеризует сознание как процесс, в котором в каждый момент содержание, которое ранее было имплицитным, становится эксплицитным, а содержание, которое ранее было эксплицитным, становится имплицитным. Можно сказать, что наша память – это особый случай описанного выше процесса, поскольку всё, что записывается, хранится в свернутом виде в клетках мозга, которые являются частью материи в целом. Повторяемость и стабильность нашей собственной памяти как относительно независимой субтотальности, таким образом, обусловлены тем же самым процессом, который поддерживает повторяемость и стабильность в проявленном порядке материи в целом. Следовательно, явный порядок сознания в конечном счёте не отличается от порядка материи в целом.

Аналогия с каплями чернил

Бом также использовал термин "развертывание" для описания процессов, в которых явный порядок становится релевантным (или "проявляется"). Бом также сравнивает развертывание с декодированием телевизионного сигнала для получения осмысленного изображения на экране. В этой аналогии сигнал, экран и телевизионная электроника представляют собой имплицитный порядок, а полученное изображение – явный порядок. Он также приводит пример, когда капля чернил вводится в сильновязкую жидкость (например, глицерин), и жидкость вращается очень медленно, так что диффузия вещества пренебрежимо мала. В этом примере капля превращается в нить, которая со временем становится невидимой. Однако, вращая жидкость в обратном направлении, можно по сути восстановить каплю. Когда она невидима, по мнению Бома, можно сказать, что порядок капли чернил как узор имплицирован в жидкости. В другой аналогии Бом предлагает рассмотреть узор, созданный небольшими надрезами на сложенном листе бумаги, а затем, буквально, развернув его. Разрозненные элементы узора на самом деле создаются одним и тем же исходным надрезом на сложенном листе бумаги. Здесь надрезы на сложенной бумаге представляют имплицитный порядок, а развернутый узор – явный порядок.

Голограммы и подразумевают порядок

Бом использовал голограмму как средство для характеристики имплицитного порядка, отмечая, что каждый участок фотографической пластины, на котором видна голограмма, содержит в себе полное трехмерное изображение, которое можно рассматривать с различных точек зрения. То есть, каждый участок содержит цельное и неделимое изображение. По словам Бома:

«Здесь содержится зародыш нового представления о порядке. Этот порядок нельзя понимать исключительно в терминах упорядоченного расположения объектов (например, в ряды) или упорядоченного расположения событий (например, в последовательность). Скорее, полный порядок содержится, в некотором имплицитном смысле, в каждой области пространства и времени. Слово «имплицитный» происходит от глагола «имплицировать». Это означает «сворачиваться внутрь», поэтому нас могут побудить к исследованию идеи о том, что в каком-то смысле каждая область содержит в себе целостную структуру, «свернутую» внутри нее». Бом отметил, что, хотя голограмма передает неделимую целостность, она, тем не менее, является статической. В этом понимании порядка законы представляют собой инвариантные связи между эксплицитными сущностями и структурами, и поэтому Бом утверждал, что в физике эксплицитный порядок обычно проявляется в хорошо организованных экспериментальных условиях, например, в чувственно воспринимаемых результатах приборов. Однако, в отношении имплицитного порядка, Бом предложил нам рассмотреть возможность того, что «физический закон должен прежде всего относиться к порядку неделимой целостности содержания описания, подобному тому, что демонстрирует голограмма, а не к порядку анализа этого содержания на отдельные части».

В искусстве подразумевается порядок

В работе "Наука, порядок и творчество" (Bohm and Peat, 1987) представлены примеры имплицитных порядков в науке, а также имплицитные порядки, связанные с живописью, поэзией и музыкой. Бом и Пит подчеркивают роль порядков различной сложности, которые влияют на восприятие произведения искусства как целого. Они отмечают, что имплицитные порядки доступны для человеческого опыта. В качестве примеров они приводят отголоски предыдущих нот при прослушивании музыки или различные резонансы слов и образов, воспринимаемые при чтении или прослушивании поэзии. Кристофер Александр лично обсуждал свою работу с Бомом и указал на связь между его исследованиями и представлением Бома об имплицитном порядке в книге "Природа порядка". Бом является вымышленным персонажем в романе "Волна" британского автора Локлана Блума. Роман состоит из множества повествований и исследует многие концепции работ Бома об имплицитных и эксплицитных порядках.

Квантовая теория и теория относительности

Ключевой мотивацией для Бома в предложении нового понятия порядка была хорошо известная несовместимость квантовой теории с теорией относительности. Он обобщил состояние дел, которое он воспринимал следующим образом: в теории относительности движение является непрерывным, причинно-определенным и хорошо определенным, в то время как в квантовой механике оно прерывисто, не причинно-определено и не хорошо определено. Каждая теория привержена своим собственным представлениям о по существу статических и фрагментарных способах существования (относительность – к отдельным событиям, соединенным сигналами, а квантовая механика – к хорошо определенному квантовому состоянию). Таким образом, становится очевидным, что необходим новый вид теории, который отказывается от этих основополагающих установок и, в лучшем случае, восстанавливает некоторые существенные черты старых теорий как абстрактные формы, вытекающие из более глубокой реальности, в которой преобладает неразрывная целостность. Бом утверждал, что теории относительности и квантовая теория находятся в фундаментальном противоречии в этих ключевых аспектах, и что новая концепция порядка должна исходить из того, на что указывают обе теории: неразделенная целостность. Это не следует понимать как призыв к отказу от этих мощных теорий. Он утверждал, что каждая из них релевантна в определенном контексте – то есть в наборе взаимосвязанных условий в рамках явного порядка, – а не имеет неограниченного применения, и что кажущиеся противоречия возникают из-за попыток чрезмерного обобщения путем наложения теорий друг на друга, что подразумевает большую общность или более широкую применимость, чем это оправдано в конечном итоге. Таким образом, он утверждал: "В достаточно широких контекстах такие аналитические описания перестают быть адекватными. 'Закон целого' обычно включает в себя возможность описания 'ослабления' аспектов друг от друга, так что они будут относительно автономными в ограниченных контекстах. Однако любая форма относительной автономии (и гетерономии) в конечном итоге ограничена голономией, так что в достаточно широком контексте такие формы рассматриваются лишь как аспекты, проявленные в голодвижении, а не как отдельные, обособленные и взаимодействующие вещи."

Теория скрытых переменных

До разработки своего подхода к имплицитному порядку, Бом предложил теорию скрытых переменных в квантовой физике (см. интерпретацию Бома). По словам Бома, ключевой мотив для этого заключался исключительно в демонстрации возможности существования подобных теорий. В связи с этим он отметил: "Следует помнить, что до этого предложения существовало широко распространенное мнение о том, что никакое представление о скрытой переменной, даже абстрактной и гипотетической, не могло быть совместимо с квантовой теорией". Он также утверждал, что "демонстрация возможности теорий скрытых переменных может служить в более широком философском смысле напоминанием о ненадежности выводов, основанных на предположении о полной универсальности определенных характеристик данной теории, какими бы обширными ни казались границы ее применимости". Другим аспектом мотивации Бома было указание на путаницу, которую он видел в квантовой теории. Говоря о доминирующих подходах в квантовой теории, он сказал: "Мы лишь хотим указать на то, что вся эта линия подхода восстанавливает на абстрактном уровне статистических потенциальностей тот же анализ на отдельные и автономные компоненты во взаимодействии, который отрицается на более конкретном уровне отдельных объектов".