Голографический принцип. Часть 1.

Физики обычно довольно разумные люди, не склонные к выдумыванию всякой ерунды. Поэтому, если физик говорит, что мир это голограмма, хочется как минимум узнать, какие у него есть основания, ну или покрутить пальцем у виска. Однако, сегодня так называемый голографический принцип является практически мейнстримной и крайне широко обсуждаемой концепцией. В данной серии постов попробуем разобраться, что к чему, и как физики пришли к этой идее. Прежде, чем говорить о самом голографическом принципе, рассмотрим его предпосылки.

Принцип дополнительности.

Мир квантовой механики противоречит нашему обыденному восприятию. Мы наблюдаем эффекты, которые очень сложно объяснить, используя привычные аналогии. Одним из следствий этого стало появление принципа дополнительности, сформулированного Нильсом Бором в 1927 году. Согласно ему, мы можем описывать квантово-механические явления, используя как минимум два дополняющих друг друга (или противоречащих друг другу) набора понятий. Самой известной манифестацией этого принципа является, конечно же, корпускулярно-волновой дуализм. С одной стороны мы можем описать электромагнитное излучение как волновой процесс - распространение волн (это проявляется в таких эффектах, как интерференция и диффракция), с другой же - как поток дискретных частиц (явление фотоэффекта и многие другие эксперименты, указывающие на дискретность света). И невозможно определить, какой из этих способов описания верен, оба они необходимы для понимания экспериментальных данных.

Принцип дополнительности проявляет себя во многих явлениях. Это не только корпускулярно-волновой дуализм, но и соотношения Гейзенберга, отношение между зарядом и полем, и другие эффекты.

Действительно ли такое описание природы является неизбежным? Неужели мы никак не можем избавиться от противоречивых описаний? Нильс Бор считал, что да, не можем. Это сквозит как в принципе дополнительности, так и в копенгагенской интерпретации квантовой теории, одним из основных авторов которой он являлся. Бор говорит нам: забейте, мир работает так, и давайте не будем ломать над этим голову, а просто примем его парадоксы, как должное.

Несмотря на то, что и принцип дополнительности и копенгагенская интерпретация занимают прочное место в методологии науки, многие исследователи не согласны с этим подходом. Многие считают, что наличие кажущихся парадоксов является лишь свидетельством того, что мы ещё не нашли верного описания природы.

Тема следующего поста - принцип дополнительности в применении к черным дырам