Млечный Путь, 2012 № 03 (3)

Поскольку удовлетворительного опровержения парадокса Зенона найти не удалось, остается полагать, что он отражает некие фундаментальные проблемы в самом понятии движения в классической механике. Реальное решение парадокса Зенона в начале ХХ века было предложено Гильбертом и заключается не в попытке его «опровержения», а в четком определении области его применимости, за пределами которой он теряет силу. Именно ограниченность области его применения и открывает возможность для реального движения физических тел в окружающем нас мире.

Д. Гильберт (1862–1943) О нем см. http://ru.wikipedia.org/wiki/Гильберт,_Давид

Д. Гильберт в упомянутой монографии отметил, что «радикальное решение парадокса» связано с тем, что при неограниченном дроблении движения возникает нечто такое, что едва ли может быть охарактеризовано как движение, подобно тому, как при неограниченном дроблении воды мы получим нечто, что уже не может быть охарактеризовано как вода. Имеется в виду движение в классическом его понимании.

Так что же это за «нечто», обнаруженное Зеноном Элейским две с половиной тысячи лет назад, не являющееся обычным классическим движением, но обладающее свойством открывать возможности тел к движению?

К концу XIX века классическая механика практически полностью сформировалась и возникла иллюзия завершенности физической науки, прекрасной в своей целостности и всеобщности. Некоторые «шероховатости», вроде проблем с эфиром и апориями Зенона, либо игнорировались, либо ждали своих экспериментальных уточнений. Однако эти уточнения вместо того, чтобы подтвердить торжество классической теории, неожиданно породили релятивистскую механику, которая перевернула представления о пространстве и времени и значительно ограничила сферу господства классических воззрений.

Второй сокрушительный удар по классической механике был нанесен в первой половине ХХ века возникновением квантовой механики, еще больше урезавшей область применения механики Ньютона. В 1924 году Луи Виктор Пьер Раймон, 7-й герцог Брольи (Луи де Бройль), высказал идею о двойственной природе микрочастиц — корпускулярно-волновом дуализме, которая принципиально изменила представления об облике микромира.

Луи де Бройль (1892–1987) О нем см. http://ru.wikipedia.org/wiki/Де_Бройль,_Луи.

Эйнштейн в письме к Борну, рекомендуя ему прочитать статью де Бройля «Исследования по квантовой теории», писал: «Прочтите ее! Хотя и кажется, что ее писал сумасшедший, написана она солидно». Несмотря на свою экстравагантность, идея двойственной природы микрочастиц получила экспериментальное подтверждение. Деваться было некуда, и волновые свойства микрочастиц пришлось признать. Сегодня, по прошествии десятилетий с момента выдвижения де Бройлем своей «сумасшедшей гипотезы», десятилетий, насыщенных бурными и богатыми для физики событиями, она перестала быть просто шокирующим соединением в единой сущности «волн» и «частиц», приобретя академическую солидность в изящных интерпретациях. Однако её суть — дуальность материальных тел — осталась неизменной. Так что исторически сложившиеся термины «волна» и «частица» — не более чем упрощающая восприятие условность, подобная той условности, которая привычна нам, когда мы употребляем термин «вода» и по отношению к волнующейся поверхности океана, и к дрожащему сгустку из двух протонов, нуклида кислорода и десятка электронов.

Знаменитый средневековый философ Уильям Оккам ввел в научный обиход весьма полезную вещь, получившую название «бритвы Оккама». Она представляет собой методологический принцип, который можно выразить так: «Не следует умножать сущности сверх необходимого». Другими словами, Природа всегда предельно экономна при построении нашего мира. Однако в нашем случае мы видим ее необычное расточительство — объектам микромира была дарована странная двойственность: они оказались и частицами, и волнами одновременно. Зачем? Есть ли в этом необходимость? Почему Природа не сохранила простые и очевидные принципы классической механики для частиц, а так запутала их свойства? Эйнштейн на одном из семинаров в Принстоне как-то заметил: «Господь Бог изощрен, но не злонамерен». Это дает нам надежду все-таки отыскать причину, почему такую простую и удобную теорию, как классическая механика, невозможно применять во всех случаях жизни.