О природе вероятности в математике и физике
Михайлов К.А.
В статье рассматриваются подходы к пониманию природы вероятности в математике и физике с вытекающими из данных подходов следствиями, а также возникающими при этом трудностями. Обсуждается онтологический статус вероятности. Показывается, что теорию вероятностей, вопреки Р. Мизесу, следует относить к классу математических наук, используя определение, сформулированное А.Н. Колмогоровым. Применение этой дефиниции на практике обеспечивается в рамках классического подхода при условии, что связь с физической реальностью задается через понятие равновозможности. Для этого вводятся понятия простых и сложных событий, поясняется способ разложения сложных событий на простые. Обосновывается точка зрения, согласно которой определенную и связанную с физической реальностью указанным способом математическую вероятность можно считать объективной, т. е. существующей независимо от проведения каких-либо испытаний.
Также раскрываются различные интерпретации квантовой механики и подходы к пониманию вероятности. Показано, что в физике на сегодняшний день существующие подходы к пониманию природы вероятности противоречат друг другу. В бомовской интерпретации вероятность является аналогом классического подхода – статистической объективной вероятностью, имеющей математическое оформление, а в квантовом байесианстве вероятность количественно определяет степень достоверности и зависит от субъекта, проводящего эксперимент. Копенгагенская интерпретация квантовой механики пытается устранить трудности, связанные с объединением в единую картину волновых и корпускулярных свойств света и электронных пучков, путем придания вероятности онтологического статуса, что приводит к проблеме понимания физической реальности. В статье утверждается необходимость новой связи математического описания вероятности с физической реальностью.
Анализируется эмпирический (частотный) подход Р. Мизеса, который вызывает много критики, так как не имеет четкой непротиворечивой формализации. В статье утверждается, что такой подход не согласуется с квантовой механикой. Также рассматривается вероятность, заданная в копенгагенской интерпретации квантовой механики М. Борном, который формулирует новое определение вероятности, что не исключает трудности, связанные с физической трактовкой вероятности. Подход Борна строится на основе классического подхода и сводится к формальному аксиоматическому определению, предполагающему трактовку вероятности как математического конструкта. Связь вероятности с физической реальностью и непротиворечивость статистическому методу нахождения значений вероятностей остаются нерешенными проблемами, что создает дуализм понимания вероятности: в математике – одно, в физике – другое. Если в математическом подходе решение обозначенных проблем осуществляется через связь вероятности с физическими свойствами, то в квантовой механике в копенгагенской интерпретации проблемы сохраняются, причиной чего является придание волновой функции онтологического статуса.