Открит е неизвестен досега ръкопис на Шрьодингер върху случайността в природата

Ваня Милева Последна промяна на 22 октомври 2026 в 00:00 42 0

Шрьодингер

Кредит НаукаOFFNews
Открита е неизвестна досега работа на Шрьодингер върху случайността в природата.

Три непубликувани страници разкриват позиция на Шрьодингер в дебата за предсказуемостта на физическите процеси. Документът остава незабелязан повече от 80 години. В него Шрьодингер оспорва аргумента срещу скритите променливи като оставя отворен въпроса за фундаменталната роля на случайността.

Историкът Флавио Дел Санто (Flavio Del Santo) от Женевския университет открива непубликуван ръкопис от 3 страници на Ервин Шрьодингер в архивите на Виенския университет, който е лежал незабелязан повече от 80 години. Този кратък документ съдържа неизвестен досега принос на един от основателите на квантовата механика към фундаменталния дебат за природата на физическата реалност и ролята на случайността във Вселената. Изследователската статия е достъпна на сървъра за препринти arXiv.

Откритието разкрива неочаквана страна от научните възгледи на великия учен.

Шрьодингер често е бил смятан за близък по възгледи с Айнщайн и противник на фундаменталната квантова случайност.

Откритият ръкопис обаче разкрива, че неговата позиция е била по-сложна. Оказва се, че много преди появата на квантовата теория, австрийският физик е признавал, че определени процеси в природата са фундаментално непредсказуеми.

"Най-силният аргумент за индетерминизма (от лат. in - не и лат. determinare - определям) се е появил преди самата квантова механика", заявява директно Шрьодингер в открития текст.

В класическата физика абсолютна случайност не съществува: хвърлянето на зар или падането на монета стриктно се подчиняват на законите на механиката и резултатът може да бъде точно изчислен, ако се имат предвид всички начални данни. Тази концепция се нарича детерминизъм и отдавна служи като основа на научния мироглед.

Микросветът обаче разрушава конвенционалната логика - поведението на фотоните и електроните се описва единствено от законите на вероятността, поради което учените са се разделили на два лагера в опитите си да разберат дали тази случайност е фундаментална или се дължи на някакви скрити параметри.

Битката за скритите променливи

Хипотезата за скритите променливи предполага съществуването на все още неизвестни физични величини, чието познаване би възстановило строгата предсказуемост на квантовите процеси.

Но през 1932 г. математикът Джон фон Нойман публикува работа, която мнозина приемат като доказателство за невъзможността на съществуването на скритите променливи. Както съобщават от ScienceAlert, изследванията на подобни модели в значителна степен се замразяват за повече от десетилетие, въпреки критиките от експерти като Грете Херман.

През май 1943 г. математикът и физик Едмънд Тейлър Уитакър изнася лекция, в която твърди, че квантовата механика окончателно е разрушила класическата представа за детерминизма. За разлика от привидната случайност на хвърлянето на монета, твърди той, квантовата случайност е истинска и никакво количество допълнителна информация не би могло да направи индивидуалните резултати предсказуеми.

След това, през януари 1944 г., физикът Сатиендра Нат Бозе излага подобен аргумент в обръщение към Индийския научен конгрес, заявявайки, че "физиците са придобили знания, но са загубили вярата си" в детерминистичните закони на природата.

През следващите месеци спорът развихря по страниците на списание Nature, като изследователите анализират предполагаемата невъзможност за скрити променливи - включително привидно ясния пример на Уитакър, включващ фотони и поляризирана светлина.


Два поляризационни филтъра, поставени върху екрана на лаптоп, демонстрират как ориентацията на поляризираната светлина влияе върху нейното пропускане. Кредит: Pieter Kuiper/Wikimedia Commons

В лекцията си от 1943 г. Уитакър предлага привидно проста демонстрация на това защо скритите променливи не могат да съществуват, използвайки фотони преминаващи през поляризатор, устройство, което филтрира светлината според нейната ориентация. Според Уитакър промяната на ориентацията на филтъра по време на полета на частицата доказва, че фотонът не може да има никакви скрити вътрешни инструкции. 

Поляризаторът е филтър, който пропуска светлина в зависимост от поляризацията ѝ, т.е. посоката на трептенията на електрическото поле на светлинната вълна. За отделен фотон резултатът е един от два: той ще премине през филтъра или няма да премине. Идеята зад мисловния експеримент е следната: 1. Фотон се изпраща към поляризатор. 2. Докато пътува, филтърът се завърта. 3. Вероятността за преминаване се променя в зависимост от новия ъгъл. Логиката на аргумента на Уитакър: ако фотонът носи предварително определени "инструкции" - да премине или не - как тези инструкции могат да обяснят позицията на филтъра, която се променя след изпращането на фотона?

Шрьодингер, който следи дискусията, решава да допринесе и подготви свой собствен отговор под подобно заглавие. Той математически опроверга аргумента на Уитакър, посочвайки безпочвеността на предположението , че скритата променлива на частицата може да приема само две стойности - предаване или отражение. Скритата "инструкция" не е необходимо да бъде предварително записан отговор от две опции. Тя може да бъде стойност, която, заедно с позицията на филтъра, определя резултата от срещата. Като ключ и ключалка: резултатът зависи и от двете.

Непубликуваното опровержение

Шрьодингер предлага алтернативен математически модел, в който променливата може да приема непрекъснат диапазон от стойности от нула до едно. Резултатът от взаимодействието в неговите изчисления зависи както от скрития параметър на фотона, така и от ъгъла на наклона на поляризатора, което му позволява безупречно да възпроизвежда стандартни квантови вероятности, без да се налага истинска случайност. Освен това физикът формулира правило за актуализиране на тази променлива след преминаване на филтъра, за да опише правилно последващите измервания.

Целта обаче не е била фанатична защита на детерминизма, а по-скоро демонстрация на научна коректност: Шрьодингер се е стремил да демонстрира несъответствието на доказателствата за неговата абсолютна невъзможност. Шрьодингер заключава, че нито логическият извод, нито емпиричните данни могат окончателно да изключат детерминистичния или индетерминистичния поглед върху реалността.

По неизвестни причини ученият никога не е представил ръкописа за публикуване - вероятно защото Хайнрих Пелцер публикува подобен модел през 1944 г. Документът остава в архивите, въпреки че математическото решение на Шрьодингер е по-пълно и подробно.

Философията на Шрьодингер

Констатацията на Шрьодингер не променя това, което показват експериментите, и ScienceAlert не я описва като нова физика. Нейното значение е историческо: тя показва какво е мислил един от основателите на областта за реалността и как е разсъждавал по спор, който все още не е решен.

Шрьодингер често е представян като човек, който се чувства некомфортно с квантовата случайност. Ръкописът сочи обратното. Шрьодингер е вярвал, че някои аспекти на Вселената не могат да бъдат предсказани и е поддържал тази гледна точка още преди появата на квантовата теория през 20-те години на миналия век. В ръкописа той пише, че "най-силното твърдение в полза на индетерминизма е по-старо от квантовата механика".

Както отбелязва Дел Санто, дори през 20-те години на миналия век, Шрьодингер разглежда класическия детерминизъм по-скоро като философски предразсъдък, твърдейки, че законите на природата биха могли да бъдат по своята същност статистически. Неговият модел на скритите променливи служи само като инструмент срещу догматизма на колегите му, които твърдят, че детерминистичното описание е невъзможно.

В същото време, неговият модел показа, че един важен аргумент срещу скритите променливи не затваря въпроса. Ръкописът не дава отговор на въпроса дали Вселената е фундаментално случайна. Той добавя отдавна липсващ глас към дебата.

Днес изследователите продължават да обсъждат природата на квантовите измервания, а новооткритата работа ясно демонстрира непредубедеността на един от бащите на квантовата ера, който оставя въпроса за структурата на Вселената фундаментално отворен.

Справка: Schrödinger’s unpublished hidden-variable model in the 1944–45 debate over the “Collapse of Determinism”, Flavio Del Santo; https://arxiv.org/html/2610.20752

Източник: A Lost Schrödinger Manuscript Reveals a Surprising Twist in Quantum Physics, ScienceAlert

Още по темата

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !