Искусственный интеллект - [50]

Сказанное о пространстве относится mutatis mutandis и ко времени, так как, согласно теории относительности, время образует вместе с пространством единый четырёхмерный пространственно-временной комплекс. Но у времени есть ещё и своя специфика, о которой речь ниже.

Указывая на подвижный и условный характер границы между пространством-временем и вещью или средой, Флоренский предупреждал, однако, о недопустимости релятивистских ошибок. Выбрав однажды границу между тем и другим, мы должны считаться с ней в каждой конкретной области исследований и не менять по своему субъективному произволу. В квантовой физике вещь (частица) сначала растворяется в конфигурационном пространстве, а затем она выделяется из него в процессе измерения. Конкретнее об этом - в следующем параграфе.

§2. Квантовая спецификация пространства-времени с учётом свойств физического вакуума

Каждый сгудент-физик прекрасно знает о том, что квантовая механика имеет дело с конфигурационным пространством, которое символизируется волновой функцией. Изменение во времени волновой функции есть не что иное, как временная эволюция конфигурационного пространства. Выше уже было сказано о том, что в процессе измерения частица перестаёт быть свойством («складкой») пространства, она разделяется с ним. Но свойства конфигурационного пространства срастаются ещё со свойствами физического вакуума, что вносит в него фактор нелокальное™ (дальнодействия), смысл которого понятен далеко не каждому физику. А без уяснения этого смысла трудно было бы понять и специфику работы квантового компьютера. Посему придётся дать несколько дополнительных разъяснений относительно понятия конфигурационного пространства в его полном объёме.

Если конфигурационное пространство строится исходя из наличия п частиц, то его размерность будет выражаться числом Зп, поскольку каждая частица имеет три степени свободы передвижения (три координаты, три координатных оси в пространстве). К трём данным степеням свободы - их принято называть внешними - добавляются ещё внутренние степени свободы каждой частицы, обусловленные наличием у неё спина. Последние используются, как будет видно далее, при организации квантово-компьютерных вычислений. Но пока нас интересует другое, а именно то обстоятельство, что при описании конфигурационного пространства никак нельзя обойтись без мнимой единицы. Казалось бы, волновое пси-поле (Т-функция) не должно принципиально отличаться от, скажем, электромагнитного поля, но во втором случае описание (распространения) поля обходится без мнимых и комплексных чисел, а в первом случае добиться такого описания невозможно. В чём здесь дело? А дело в том, что в квантовой механике нельзя сохранить приверженность к четырёхмерной теории близкодействия, которую всё ещё и до сих пор многие ищут. На эту особенность квантовой теории в своё время обратил внимание П. Эренфест (1880-1933), хотя понимания от других в этом вопросе при своей жизни он не добился.

Процитируем его высказывания. Он, в частности, писал: «Классические уравнения Максвелла представляют собой обычную теорию поля в четырёхмерном пространстве х, у, z, t. В первоначальной концепции де Бройля казалось естественным, что «волны материи» также должны подчиняться четырёхмерной теории поля, чётким подтверждением которой считались интерференционные эксперименты простейшего типа. Но мы лишились (быть может, не навсегда?!) веры в возможность такой теории поля, после того как Шредингер для описания взаимодействия п электронов должен был использовать обобщение Ч'-функции на Зп-мерное «конфигурационное» пространство, причём все попытки сохранить четырёхмерный континуум потерпели неудачу» [3;173]. Далее Эренфест разъясняет, что наличие дальнодейсгвующей связи, скажем, между двумя электронами в конфигурационном пространстве не зависит от расстояния между ними. Достаточно зафиксировать в каком-то месте пространства один электрон, как мы получим информацию, заключённую в волновой функции, о месте расположения другого электрона. Такая связь, говорим мы теперь, реализуется посредством той среды, в которой нет поляризации на пространство (протяжённость) и время (длительность).

Итак, когда строится и используется в квантовой теории конфигурационное пространство, частицы вещества не только растворяются в этом пространстве, но ещё и «кооптируются» в физический вакуум. Через вакуум осуществляется их дальнодействие, проявляющееся при регистрации. Мнимая единица служит формальным признаком участия физического вакуума в таких процессах. Но за мнимой единицей или, вообще говоря, за комплексным числом следует его комплексно-сопряжённый двойник, волновой функции соответствует комплексно-сопряжённая функция. В релятивистской квантовой теории комплексно-сопряжённые функции описывают два разных состояния (движения) частиц. О том, чем они принципиально отличаются друг от друга, мы расскажем далее. Сейчас только заметим, что с конфигурационным пространством связан целостный комплекс физических величин, так что его преобразование, отвечающее переходу от волновой функции к функции, с ней комплексно-сопряжённой, приводит к преобразованию таких попарно взятых величин, как энергия и время, импульс и координата. Двум комплексно-сопряжённым функциям соответствуют две разные компоненты времени. Одну из них называют энтропийной, другую - антиэнтропийной, или эктро-пийной. Результат квантово-вычислительных процессов зависит от того, в какой системе они протекают, с каким из двух противоположных типов конфигурационного пространства приходится иметь дело.