Детерминизм. А есть ли альтернатива?

[Iskatel Istin]

Сообщение от Avtolik

Лапласовский детерминизм царил в умах людей довольно долго. Отход от идеи полной обусловленности сопровождался однако целым скачком в научно-технических достижениях. Поэтому... возможно вы и правы, а возможно и «диназавр на задворках истории» Говорить определенно, конечно, все еще рано. Но пока движение науки идет в направлении развития квантовых представлений. Вы можете предложить или указать на альтернативное видение мира?

Уже довольно давно я обещал в одной из тем изложить мою личную картину мира. К сожалению, это требует значительного количества свободного времени, а такового у меня пока не наблюдается.
Тем не менее Avtolik ненароком поднял вопрос, являющийся основопологающим столпом моего мировоззрения.
Возможно я буду "динозавром на задворках истории", но всё же останусь сторонником классического детерминизма с одной лишь оговоркой... условие, которое ставил сам Лаплас является невыполнимым всилу ограниченности возможностей человеческого тела. "Разум, которому было бы известно положение всех тел во Вселенной и все законы, действующие между ними, знал бы точно, что произойдёт в будущем". У человечества нет и, сокрее всего, никогда не будет такой возможности.
Но одно из самы больших искушений и желаний человека является возможность заглянуть в будущее, узнать, что его ждёт там. Классическая наука тоже не лишена такого стремления. В первую очередь оно воплотилось в попытках предсказания результатов эксперимента до его начала.
Для обслуживания гаданий от науки были созданы специальные научные дисциплины. Две наиболее известных из них - это теория вероятностей и квантовая механика. О них обоих я бы и хотел повести речь в дальнейшем.

Пока же для "затравки" хочу порекомендовать несколько ссылок по теме:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%...BC%D0%BE%D0%BD - о Лапласе
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%...B0%D1%81%D0%B0 Демон Лапласа
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%...B5%D0%BD%D0%B0 - Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена

Собственно на эти статьи я наткнулся случайно - в результате одной из бесед в скайпе мне сбросили ссылку на страничку и Вики, с которой я в дальнейшем перебрался на представленные выше. Каково же было моё удивление, когда все мои сомнения и неудовлетворённость полученными в рамках школьной и институтской программы знаниями по физике, оказались небезосновательными, далеко не новыми и были в своё время активно отстаиваемые столь маститым учёным, как Эйнштейн. Далее я уже целенаправленно начал искать литературу по данным вопросам.

На просторах интернета мне удалось найти замечательную книгу:
Бройль де Л. Соотношение неопределённостей Гейзенберга и вероятностная интерпретация волновой механики. (С критическими замечаниями автора) Предисл. и дополняющие замечания Ж. Лошака. Пер. с франц. - М.: Мир, 1986. - 344 с., ил.

Книга, скажу откровенно, тяжёлая для чтения... по крайней мере моей математической базы не хватает, чтобы понять и оценить приводимые в доказательства уравнения и их решения. Тем не менее комментарии автора позволяют делать кое-какие выводы и довольно сильно обогащают знаниями.
Небольшая цитата из этой книги о таком основполагающем термине квантвой механике как "волновая функция":
"В квантовой механике волновая функция выступает не как физическая величина, а как некий "инструмент предвидения", пользуясь которым можно вычислять вероятность того, что результат измерения будет тем или иным".

Возможно пока вам моё первое сообщение по теме покажется малосвязным и туманным, но я надеюсь в дальнейшем развивать и дополнять его. Основной целью на данный момент является подготовить читателей форума к восприятию той информации, которую я буду пытаться донести до вас.

Благодарю за внимание!

[Ap p p & Ap p p]

Сообщение от Iskatel Istin

Возможно пока вам моё первое сообщение по теме покажется малосвязным и туманным, но я надеюсь в дальнейшем развивать и дополнять его.

Весьма любопытно. Также имею собственное мнение по данным вопросам.

[Iskatel Istin]

Будучи человеком, увлечённым фантастикой, я прочитал достаточно много книг о путешествиях во времени. Естественно авторы этих книг строили свои миры, основываясь не на вероятностной основе, а на жёстком детерминизме, на отслеживании причинно-следственных связей. Наиболее простым примером является рассказ Рея Брэдбери "И грянул гром...". В нём бабочка, убитая нерасторопным путешественником во времени, за 65 миллионов лет до нашей эры, стала причиной достаточно значительных изменений в настоящем.
Более монументальным трудом является Азимовский «Конец Вечности». (http://www.lib.ru/FOUNDATION/wechnost.txt) Здесь изменений будущего не одно, а огромное множество. Автор вводит понятие «минимально необходимое воздействие» (МНВ) – простейшее событие, изменение которого приводит к значительным изменениям в будущем и корректировкой его в желаемом направлении. Бабочка Брэдбери просто детский лепет в сравнении с последствиями, вызываемыми МНВ Азимова. В этом романе есть необходимое условие для чёткой картины мира – сторонний взгляд, выход за пределы текущих событий. Таким образом, получившийся умозрительный эксперимент позволяет чётко отслеживать причинно-следственные связи и постулирует главный принцип детерминизма: одно исходное состояние – одно конечное; в отличие от вероятностного подхода: одно исходное состояние – множество конечных.

Какое отношение имеют Брэдбери и Азимов к теории вероятностей? Самое что ни на есть прямое. Прочтение вышеназванных произведений позволит избежать многих вопросов в дальнейшем и значительно облегчает понимание моих построений по вопросу теории вероятностей. Так что, кто не читал ещё – очень советую. Даже сами по себе произведения высшего класса.

Итак, из концепция МНВ прямо вытекает необходимость рассматривать любое событие или любой эксперимент с очень мелким шагом во времени дабы не пропустить тот самый возможный переломный момент, когда причина переходит в следствие. Чем я и занялся.
Какой практический эксперимент обычно приводят, когда пытаются проиллюстрировать постулаты теории вероятностей? Опыт с монетой. Как самый простой и, казалось бы, самый надёжный. Два равновероятных исхода. Если подбрасывать монету достаточно долго, говорит нам сторонник вероятностного подхода, то в половине случаев монета упадёт орлом вверх, а в половине – решкой. Чем дольше бросать, тем ближе будешь к соотношению 50 на 50. В этом легко убедиться на практике.
Но давайте рассмотрим эксперимент с монетой более пристально. Для начала зададимся некоторыми исходными условиями эксперимента. Бросок осуществляется правой рукой, находящейся на высоте 40 см. над столом. Монета кладётся на указательный палец, после чего щелчком большого пальца ей придаётся вращение и сообщается исходное ускорение для поступательного движения. После падения на стол определяется выпавшая сторона монеты.
Попробуем определить от чего зависит результат броска. Начнём с наиболее значимых и наиболее очевидных факторов:
– исходное положение монеты: ближе к большому пальцу / дальше от него; орлом вверх / решкой вверх;
– скорость вращения, высота и дальность полёта напрямую зависят от силы удара и точки приложения этой силы: сильный удар / слабый удар; ближе к краю монеты / ближе к центру монеты.
Таким образом, мы получили набор исходных данных, которые необходимо знать для точного предсказания результата эксперимента.
Теперь нам необходимо узнать законы, по которым двигается монета. Они просты:
– сила помноженная на плечо (расстояние от точки приложения силы до центра тяжести монеты) даёт нам момент, а с учётом формы и массы монеты – скорость вращения;
– вторая составляющая – формулы движения тела брошенного с начальной скоростью под углом к горизонту – физика 8 класса средней школы.
Итак, зная исходные данные о монете; её положении в пространстве; силах, воздействующих на неё; местах приложения этих сил и два простеньких физических закона мы ещё до начала эксперимента можем точно сказать какой стороной упадёт монета на стол. Более того, если мы сможем достаточно точно воспроизводить исходные условия эксперимента, то получим небывалый с точки зрения теории вероятностей результат – 98 % выпадения орла против 2% решки. Два процента на решку объясняется воздействием того большого набора мелких факторов, которые мы не учли при эксперименте.
К сожаления, каждый из названных факторов может изменяться в достаточно широких пределах с точки зрения точности проведения эксперимента и в ничтожных для человеческого восприятия. Таким образом создаётся иллюзия повторяемости одного и того же эксперимента при том, что с формальной точки зрения эксперимент каждый раз разный. Исходные факторы меняет сам человек, лично привнося неопределённость и вероятность в жёстко детерминированные процессы. Он может ударить монету сильнее или слабее; может положить её то одной, то другой стороной; может сместить её положение или поднять выше над столом... сильнее или слабее не имеет значения - исходные условия уже нарушены и нужен новый расчёт для предсказания результата.
Постоянным остаются только грубо сформулированные правила: монета кладётся на указательный палец, подбивается большим пальцем и после падения смотрится результат. Собственно будет желание потренируйтесь. Я более чем уверен, что при соблюдении принципов чистоты эксперимента, изложенных выше вам удастся из 100 бросков хотя бы 75 выкинуть орлом вверх.

Пример с монетой наиболее простой. Тем не менее, как видите, оказался достаточно сложным при попытках определить ключевые факторы причинно-следственной модели: исходное состояние и законы перехода в конечное состояние.
Другие примеры, используемые для иллюстрации теории вероятностей, гораздо более сложны – в них исходное состояние ещё более многофакторно и действующие законы не всегда столь очевидны. И всё же при более детальном рассмотрении каждый из них содержит в себе искусственно привнесённую человеком неопределённость.
Главным недостатком вероятностной интерпретации процессов заключается в том, что теория вероятностей даже не пытается отследить исходное состояние системы и законы её эволюции. Путём множества повторений схожих (но различных) близких по типу экспериментов устанавливаются все возможные их результаты и частоту их повторяемости при произвольных исходных условиях.
Практика же показывает, что даже событие с вероятностью в 5% может наступить раньше, чем событие с вероятностью 95%. Так в чём же ценность теории вероятностей? Всего лишь в самоуспокоении. Человек желает знать будущее и точка. А теория вероятностей говорит: если ты проведёшь 100 экспериментов, то в 25 из них ты получишь один результат, в 35 – другой, а в 40 – третий. Человек проводит, предсказание сбылось... море радости. Но какой из результатов ты получишь первым, вторым или третьим… на этот счёт, увы, сия теория бессильна ответить.
Ответ можно получить, только изучая исходное состояние системы и причинно-следственные связи (законы), работающие в ней. Тогда и только тогда мы сможем получать достоверные прогнозы. А так вся эта красивая теория ничем не лучше гаданий на кофейной гуще. С той лишь разницей, что в рамках пословицы "Если долго мучаться, что-нибудь получится" она действует практически безотказно.

P.S. Пожалуй, единственным серьёзным аргументом для применения теории вероятностей является возможность более ли менее грубо оценить возможность наступления того или иного события. Так мы можем узнать о маловероятных вещах. Поэтому я не играю в лотереи )))

В следующий раз поговорим о квантовой механике и тех чудных экспериментах с электронами, которые в одной из тем подняли Аррр и Автолик. Пока же, если есть желающие (за исключением товарища Рыжика), предлагаю обсудить теорию вероятностей. Помимо всего написанного у меня ещё есть соображения по некоторым конкретным её постулатам… но об этом потом, если кому-либо будет интересно.

[Avtolik]

Iskatel Istin, мне кажется вы ничего нового не сказали. Как мне известно, та вероятность, о которой идет речь и есть следствие невозможности учесть все условия некоторого процесса. Это отражение нашего незнания. И этого никто не скрывает! А появление большей информации о начальных условиях соответственно изменяет вероятность события.
Поэтому в этом нет ничего удивительного:

Сообщение от Iskatel Istin

Итак, зная исходные данные о монете; её положении в пространстве; силах, воздействующих на неё; местах приложения этих сил и два простеньких физических закона мы ещё до начала эксперимента можем точно сказать какой стороной упадёт монета на стол. Более того, если мы сможем достаточно точно воспроизводить исходные условия эксперимента, то получим небывалый с точки зрения теории вероятностей результат – 98 % выпадения орла против 2% решки.

Вы нивелируете понятие случайного события и, естественно, его вероятность уже не будет 50%. Так что пример не совсем корректен. Вернее полностью вписывается в существующую теорию.

Сообщение от Iskatel Istin

А так вся эта красивая теория ничем не лучше гаданий на кофейной гуще. С той лишь разницей, что в рамках пословицы "Если долго мучаться, что-нибудь получится" она действует практически безотказно.

Главное, что действует, что вы еще хотите от теории Все-таки, мне кажется, вы все очень упрощаете. Математический аппарат теории достаточно силен и в тех областях, где человек ПОКА не в состоянии исследовать все начальные условия или это сверхзатратно, теория работает и имеет хорошую прогностическую силу. Другой вопрос, что исследователи говорят о некоторых ситуациях, когда не существует принципиальной возможности получить все сведения о начальном состоянии системы. В этом случае теория вероятности остается единственно возможным способом решить задачу.

[Iskatel Istin]

Сообщение от Avtolik

Iskatel Istin, мне кажется вы ничего нового не сказали. Как мне известно, та вероятность, о которой идет речь и есть следствие невозможности учесть все условия некоторого процесса. Это отражение нашего незнания. И этого никто не скрывает! А появление большей информации о начальных условиях соответственно изменяет вероятность события.

Всё бы ничего, если бы это было действительно так. А вот Бор, Гейзенберг и другие разработчики квантовой механики предпочили забыть эту исходную истину... Но об этом позже.
Сейчас скажу следущее. В теории вероятностей кроется самый главный недостаток, а именно огрубление понятия "событие" до уровня, когда появляются альтернативы, не существующие в природе. Конечно лучше сказать о системе вообще хоть что-нибудь, чем не сказать ничего, но постепенно условные допуски забываются и люди начинают действительно строить свою картину мира на вероятностях вместо того чтобы определять законы.

Сообщение от Avtolik

Вы нивелируете понятие случайного события и, естественно, его вероятность уже не будет 50%. Так что пример не совсем корректен. Вернее полностью вписывается в существующую теорию.

Скажем так: я отрицаю вообще понятие случайного события и утверждаю, что любая случайность привносится человеком, не жалающим (или не имеющем возможность) досконально учитывать исходное состояние системы и законы её развития. Более того, человек предпочитает выдавать желаемое за действительное, а именно - множество похожих опытов с монетой он выдаёт за один повторяемый.
То есть намерено искажает термин "повторяемость". В приведённом мной примере как раз обеспечана повторяемость опыта. И мы получили практически 100% вероятность события, что подтверждает основу детерменизма: одно исходное состояние - одно конечное... и никаких альтернатив. В классическом же вероятностном опыте с монетой эффект 50% на 50% достигается проведением большого количества похожих, но разных опытов.

Сообщение от Avtolik

Другой вопрос, что исследователи говорят о некоторых ситуациях, когда не существует принципиальной возможности получить все сведения о начальном состоянии системы.

Именно так. В первую очередь это относится к микромиру.

Сообщение от Avtolik

В этом случае теория вероятности остается единственно возможным способом решить задачу.

Не единственной. В первом своём посте я привёл ссылку:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%...B5%D0%BD%D0%B0 - Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена
Здесь как раз рассматривается альтернативный вариант. Но уже десятки лет назад некоторые маститые учёные, уверовав в озвученное Вами утверждение, отмели классический подход к изучению явлений микромира... хотя его и предлагал достаточно авторитетный товарищ Эйнштейн. Тем самым они свели познание к определению вероятностей и попыткам предсказаний результатов опытов, вместо реального изучения закономерностей.

Всё, что я написал по поводу теории вероятностей, призвано показать её несовершенство и является основой для дальнейшего отказа от неё для изучения объектов микромира, где всё гораздо сложнее, чем в опыте с монетой...
Возможно, мои объяснения несколько сумбурны... тут уж простите, кроме форума есть ещё много дел. Страюсь как могу )))

[Ap p p & Ap p p]

Сообщение от Iskatel Istin

В приведённом мной примере как раз обеспечана повторяемость опыта. И мы получили практически 100% вероятность события, что подтверждает основу детерменизма: одно исходное состояние - одно конечное... и никаких альтернатив. В классическом же вероятностном опыте с монетой эффект 50% на 50% достигается проведением большого количества похожих, но разных опытов.

Абсолютно согласен. Пришел к тем же выводам, мог бы сформулировать по-другому, но результат именно такой.

С моей стороны небольшое формальное уточнение, чтобы было, на мой взгляд, немного понятнее.
Единственное, что способно создать альтернативы в основанной на детерменизме Вселенной - это вмешательство разума, которое как раз и меняет исходные состояния.

[Iskatel Istin]

Сообщение от Ap p p & Ap p p

С моей стороны небольшое формальное уточнение, чтобы было, на мой взгляд, немного понятнее.
Единственное, что способно создать альтернативы в основанной на детерменизме Вселенной - это вмешательство разума, которое как раз и меняет исходные состояния.

Будет возможность доберусь и до этих дебрей... Пока начнём с простого, когда увидете мою (подозреваю, что не только мою) картину мира, тогда можно будет поговорить и о роли разума. Пока кину голословно: Разум тоже жёстко подчиняется законам, но тщательно от себя это скрывает. Никто не хочет сойти с ума и я не исключение

[Avtolik]

Сообщение от Iskatel Istin

Всё бы ничего, если бы это было действительно так. А вот Бор, Гейзенберг и другие разработчики квантовой механики предпочили забыть эту исходную истину...

Ничего подобного. Теория вероятности создавалась как отражение неполноты нашего знания. И этого никто не отрицает. И это работает, отметьте это. Упомянутые вами ученые говорили исключительно о микромире. И до настоящего времени их интерпретацию еще не опровергли.
Тот же парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена пока что разрешается в пользу квантовых представлений.

Сообщение от Iskatel Istin

Сейчас скажу следущее. В теории вероятностей кроется самый главный недостаток, а именно огрубление понятия "событие" до уровня, когда появляются альтернативы, не существующие в природе.

Например?

Сообщение от Iskatel Istin

Конечно лучше сказать о системе вообще хоть что-нибудь, чем не сказать ничего, но постепенно условные допуски забываются и люди начинают действительно строить свою картину мира на вероятностях вместо того чтобы определять законы.

Иногда вероятностный подход позволяет легче решить задачу. Мне кажется ваше обвинение несколько голословно.

Сообщение от Iskatel Istin

Скажем так: я отрицаю вообще понятие случайного события и утверждаю, что любая случайность привносится человеком, не жалающим (или не имеющем возможность) досконально учитывать исходное состояние системы и законы её развития.

Для макромира это так. Повторюсь, с этим никто не спорит. Но порой у вас не хватит физических возможностей учесть все исходные параметры состояния системы.

Сообщение от Iskatel Istin

Более того, человек предпочитает выдавать желаемое за действительное, а именно - множество похожих опытов с монетой он выдаёт за один повторяемый.

Исключительно в рамках теории вероятности.

Сообщение от Iskatel Istin

В классическом же вероятностном опыте с монетой эффект 50% на 50% достигается проведением большого количества похожих, но разных опытов.

Но согласитесь же, что эффект достигается, есть закономерность, есть некое общее между всеми «похожими, но разными опытами». Это-то и вдохновило исследователей на развитие теории.

Сообщение от Iskatel Istin

Здесь как раз рассматривается альтернативный вариант. Но уже десятки лет назад некоторые маститые учёные, уверовав в озвученное Вами утверждение, отмели классический подход к изучению явлений микромира... хотя его и предлагал достаточно авторитетный товарищ Эйнштейн. Тем самым они свели познание к определению вероятностей и попыткам предсказаний результатов опытов, вместо реального изучения закономерностей.

Уверование не происходит просто так, встал «не стой ноги». Для этого нужны серьезные основания.

Сообщение от Iskatel Istin

Всё, что я написал по поводу теории вероятностей, призвано показать её несовершенство

Я пока этого не заметил (нужно больше обоснований). Все описанное вами вполне учитывается теорией вероятности. По крайней мере, пока речь шла о классическом представлении

[Iskatel Istin]

Сообщение от Avtolik

Ничего подобного. Теория вероятности создавалась как отражение неполноты нашего знания. И этого никто не отрицает. И это работает, отметьте это. Упомянутые вами ученые говорили исключительно о микромире. И до настоящего времени их интерпретацию еще не опровергли.
Тот же парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена пока что разрешается в пользу квантовых представлений.

Так задача этой темы и заключается в опровержении их интерпретации. Для этого для начала указывается на несостоятельность логики применения математической теории.

Сообщение от Avtolik

Например?

Пример с монетой я уже привёл. Выберите любой другой пример из теории вероятностей и я также распишу, где именно кроется искусственно внесённая неопределённость и в чём проявилось "огрубление события". В части примеров даже смогу продемонстрировать иные вероятности событий при стабилизации исходных параметров опыта.

Сообщение от Avtolik

Иногда вероятностный подход позволяет легче решить задачу. Мне кажется ваше обвинение несколько голословно.

Ключевое слово: "иногда". Для микромира же пытаются этот подход пытаются внедрить "всегда".

Сообщение от Avtolik

Но согласитесь же, что эффект достигается, есть закономерность, есть некое общее между всеми «похожими, но разными опытами». Это-то и вдохновило исследователей на развитие теории.

Всего лишь иллюзия эффекта))) Можно с увереностью сказать, что все планеты имеют форму шара. Правда это будет очень большим огрублением, но для этого не нужна специальная математическая теория. Теория вероятностей чаще всего констатирует простые факты, для которых ничего и считать особо не нужно. Это примерно как доказывать при помощи дифуравнений и мнимых величин, что 2 + 2 = 4.

Пример с урной, в которой лежит 5 шаров: 1 чёрный и 4 белых. Вероятность, что я достану чёрный шар равна 20%, что белый 80%. Что нового сказала мне теория вероятностей? Ничего. Теперь попробуем интерпретировать полученный теорией результат. Что нам даёт вероятность 20% для чёрного шара? Много это или мало? Похоже, что не очень много. Скорее всего мы достанем белый шар. Но... мы забираемся рукой в урну, нащупываем шар... и извлекаем на свет чёрный!!! Повезло? Более вероятно, что мы достали бы белый шар... И действительно повторив "опыт" ещё три раза - мы все три раза доставали белый шар... а потом снова достали чёрный, всё ещё не исчерпав вероятности по белым шарам. Ну и что из того? Разве нам был нужен специальный математический аппарат, чтобы понять - чаще мы будет доставать белый шар, нежели чёрный. Но чёрный таки иногда попадаться будет. Теория вероятностей не может чётко сказать когда именно... а значит толку нам от неё? Простой здравый смысл поможет нам сделать те же прогнозы, что и математическая теория.

Сообщение от Avtolik

Уверование не происходит просто так, встал «не стой ноги». Для этого нужны серьезные основания.

Основания всё те же, когда нет возможности сказать что-то определённое, пытаются сказать хоть что-то... как говорится: "С паршивой овцы хоть шерсти клок". Действительно во многих случаях мы не знаем всех исходных факторов, не всегда можем учесть все законы, но... Всё это вызвано отсутствием настолько чувствительных приборов. Чем вы измерите диаметр одного кварка? Или скорость одного электрона? Нет таких линеек и спидометров. Вот и приходится оперировать некими крайне огрублёнными величинами. Но для этого вовсе не обязательно утверждать вероятностную концепцию и только ей и пользоваться. Тот же парадокс Эйнштейна позволяет проводить опыты с большей достоверностью и точностью, нежели вероятностный подход.

[Ap p p & Ap p p]

Сообщение от Avtolik

Например?

Некоторые люди (уверен, что тренированные) умеют выбрасывать монету той стороной, которой хотят. Можно ли сказать, что они управляют вероятностями? Сомнительно. Человек управляет собственной рукой, своими движениями, умело манипулирует монетой.

Где-то вычитал такой забавный пример. В соответствии с теорией вероятности, холодная вода, налитая в стакан, имеет - (весьма и весьма малую, но имеет) - вероятность вскипеть.

Вот тут и "косяк" теории вероятности. Она ставит знак равенства между событиями с просто ничтожно низкой возможнотью реализации и невозможными в принципе. Вода в стакане в принципе не способна закипеть сама по себе - только при воздействии достаточно мощного теплового излучения. Но при наличии такого излучения вовсе не нужна теория вероятности, чтобы сказать, что вода закипит.