Подводные камни математики
В квантовом мире такая наука как статика, принципиально не могла бы возникнуть. У объектов этого мира не существует статики! Если в нашем мире „средних измерений” можно долго и обоснованно обсуждать причины и следствия, то по отношению к элементарным процессам квантового мира такие разговоры теряют смысл – здесь элементарные события всегда спонтанны, и каждый раз могут протекать не по одному, а по разным вариантам сценариев. В квантовом мире поражает невероятная механическая прочность атомов – напри-мер, атомы газа миллионы раз в секунду сталкиваются друг с другом, но после каждого столкновения сохраняют прежнюю форму, прежние качества. Никакая система планет, подчиняющаяся законам классической механики, не выдержала бы таких столкновений.
В квантовом мире точная определённость заменяется вероятностью существования. Становятся естественными внезапные переходы атомов из одного „квантового состояния” в другое. Величины квантового мира – расстояния, порции энергии, электрические заряды – принципиально дискретны. Квантовому полю приписывается самостоятельная физическая природа – природа протяженной среды, пронизывающей или наполняющей всё пространство. Частицы представляют собой лишь точки „сгущения” этой среды, возникающие и исчезающие энергетические узлы. Здесь не нашлось места одновременному существованию понятий поля и вещества – единственной реальностью оказалось понятие поля.
Можно было бы и дальше перечислять отличия квантового мира от нашего мира „сред-них измерений”. А ведь это один и тот же мир! Их отличает только диапазон размеров! В то же время, кто видел математический аппарат, достоверно описывающий чрезвычайно важ-ную для науки зону перехода от мира „средних измерений” к квантовому миру?
Не следует думать, что практиков вполне спасает от математического гипноза тесная связь с реальностью. От этой болезни страдают и они.
Самые лучшие идеи, приведшие к успеху в одном диапазоне параметров, чаще всего, ока-зываются бесполезными в другом параметрическом диапазоне. При распространении какого-либо закона на новый, резко отличающийся диапазон параметров всегда возникают новые условия, новая общая ситуация, например, изменяются соотношения объём/поверхность, размер/скорость и т.п., что, зачастую, меняет результат. В новом диапазоне параметров к рассматриваемому закону может приложиться действие другого закона, не проявлявшегося в прежних условиях. Соответственно, заманчивые попытки переноса законов и идеологий из одной области параметров в другие области, чаще всего, ведут к принципиальным просчётам. В том, что опасность этого не стала до сих пор азбучной истиной методологии науки, кроме математиков, повинны и философы.
Как пример практических промахов такого рода, можно упомянуть попытки переноса традиционных принципов построения электронных схем в молекулярную область размеров, что пытались (и всё ещё пытаются) делать многие учёные в ходе разработок молекулярной электроники. Были созданы остроумные логические элементы и элементы памяти молекулярных размеров. Но все попытки собрать из них нормально работающую схему традиционной архитектуры окончились провалом – при молекулярных размерах элементов схемы начинают проявляться свойства квантового мира, резко изменяющие общую ситуацию по сравнению с привычной полупроводниковой электроникой.
1. При создании всё более сложных и, казалось бы, совершенных логических элементов молекулярных размеров увеличивается число конкурирующих степеней свободы элемента и растёт вероятность того, что энергия сигнального воздействия не будет использована по назначению – переведёт молекулу не в заданное, а в какое-то иное новое состояние. Обычно вероятность правильного срабатывания исправных логических элементов молекулярной электроники не превышает 50% !
Немного больше о технологиях >>>
Об ориентационном взаимодействии спиновых систем
В
предыдущей статье [1] при анализе результатов экспериментов по изучению
ядерного магнитного резонанса в системе ядерных спинов [2, 3] был сделан вывод
о несводимости обнаруженного в экспериментах спин-спинового взаимодействия к
теплообмену, а также к электрическому или магнит ...
Микросхемотехника
Еще несколько лет назад различные
электронные устройства собирали из отдельных элементов – электронных ламп,
реле, трансформаторов, резисторов, конденсаторов, – долго и ненадежно, да и
размеры аппаратуры получались весьма внушительными. Например, электронная
вычислительная маши ...
