Начало двадцатого века, по-видимому, самый революционный период в развитии человечества. Прорывы в понимание окружающего мира и процессов был сделан практически во всех областях человеческой деятельности. В науке начала формироваться новая картина мира от микро до макрокосмоса. Родилось новое виденье и понимание возникновение жизни, новое понимание развития общества. Все эти открытия находили и находят приложение в технике, в химии, в биологии, в технологиях управлением обществом и человеком.
Все эти открытия назревали и готовились практически весь девятнадцатый век. Одной из проблем созревшей в этот период и требовавшей разрешения это теория и практика измерений. Создание все более точной прецизионной техники, столкновение с эффектами микромира в электродинамике, с проблемами космологии поставила вопрос о роли наблюдателя и приборов измерения и процедуры в наблюдаемых явлениях.
С одной стороны наблюдатель может замерить только локальные параметры в окрестности своего окружения и фактически не имеет даже представлений, что происходит вне области измерений. Например, размер вселенной оценивается в 13,8 миллиардов световых лет.
С другой стороны существует проблема измерений на уровне микромира. Любое прямое измерение приводит к изменению наблюдаемого объекта. Все измерения фактически осуществляются косвенными методами из анализа макро измерений.
Эта проблема может быть пояснена на двух шуточных примерах.
Известна древняя индийская сказка про слона и слепых мудрецов.
В одной деревне когда-то жили шестеро слепых. Как-то они услышали: «Эй, к нам в деревню привели слона!» Слепые не имели представления о том, что такое слон, и как он может выглядеть. Они решили: «Раз мы не можем его увидеть, мы пойдём и потрогаем его».
— Я знаю, – сказал один мудрец, – мы ощупаем его.
— Хорошо, – согласились другие. – Так мы сможем узнать, какой он СЛОН.
Шесть мудрецов пошли “смотреть” слона.
Первый нащупал большое плоское ухо. Оно медленно двигалось вперёд и назад.
— Это веер! Слон похож на веер! – воскликнул он.
Второй мудрец стоял возле ноги слона и трогал её. Она была круглой и могучей.
— М-м-м… это что-то круглое и толстое… Слон похож на дерево! – воскликнул он.
— Вы оба не правы. – Сказал третий. – Да, он круглый, но не толстый и к тому же очень гибкий! Он похож на верёвку! Этот мудрец щупал хвост слона.
— Ну, нет! Слон похож на копье! Да — круглый, да — тонкий, но не гибкий! – воскликнул четвёртый, который ощупывал бивни слона.
— Нет, нет, – закричал пятый, – слон, как высокая стена. Большая, широкая и шершавая. – Говорил тот, который ощупывал бок слона.
Шестой мудрец в руках держал хобот слона.
— Все вы не правы, – сказал он, – слон похож на змею.
— Нет, на верёвку!
— Нет, змею!
— Стену!
— Вы ошибаетесь!
— Я прав!
Шестеро слепых мудрецов безудержно кричали друг на друга. Их спор продолжался целый день. Потом ещё один, затем неделя. К единому мнению они так и не пришли. Каждый мудрец представлял лишь то, что могли чувствовать его руки и верил он только себе.
В результате, каждый думал, что только он прав и знает, на что похож слон. Никто не хотел слушать того, что говорят другие.
Поэтому они никогда так и не узнали, как выглядит слон.
Мораль сказки кажется очень мудрой, но это мудрость бессодержательна по своей сути.
Что значит, для слепых, как выглядит слон?
Даже объединив свои чувственные восприятия, они не получили бы сколь-нибудь удовлетворительный образ слона.
Причина этого в том, что не сформулирована сама цель измерений.
Что хотели узнать и понять мудрецы, ощупывая слона?
Вторая притча строится на антитезе.
Слепые слоны хотят узнать, что такое человек?
Первый слон пощупал человека ногой и сказал: Человек это что-то маленькое и плоское.
Остальные слоны так же пощупали человека ногами и единодушно согласились с этим.
Проведя макро измерение слоны разрушили наблюдаемый объект.Именно такой эффект имеет место в квантовой механике.
В данных притчах иллюстрируется не соизмеримость масштабов объекта измерений и инструментов. В первом случае имеет место локальные измерения, которые в принципе не могут дать представления о целом. Во втором случае инструмент настолько велик, что при измерении объект разрушается.
В заключение шуточный вопрос? Что же такое сферическое измеряет человечество у "слона" метагалактики?
P.S. Впереди у человечества еще много открытий. Эффект не наблюдаемости внутренней структуры каких-то явлений часто имел место в прошлом. В свое время невидимыми были микробы, вирусы, структура металлов. Сегодня они вполне наблюдаемы и даже создаются микропроцессоры почти на атомарном уровне.
P.S.
Мавлана; Джалал ад-Ди;н Мухамма;д Руми; (1207-1273)
Перевод Н. Гребнева
"Притча о спорах по поводу облика слона"
Был приведен для обозренья слон
И в некое строенье помещен
Чтоб подивиться на такое чудо,
Немало праздного сбежалось люда.
Но в помещенье тьма была черна,
И люди только трогали слона.
И сразу же друг другу в побужденье
Высказывали разные сужденья.
Погладил кто-то хобот и изрек:
"На желоб слон похож, на водосток".
Потрогав ухо, женщина сказала:
"Не отличить слона от опахала!"
И кто-то, тронув ногу восхищенно
Сказал, что слон как некая колонна.
Другой ощупал бок и молвил: "Слон
Скорей всего похож на шахский трон!"
Бывает так повсюду: мрак и тьма
Людей лишают знанья и ума.
Меж тем их разномыслье, пожалуй,
Исчезло б от свеченья свечки малой.