О пси-функции студента и принципе неопределенности

       Что общего между поведением электронов в атомах и студентов в университетах? На первый взгляд ничего. Но это только на первый взгляд. При более внимательном анализе вопроса выясняется, что в их поведении много общего. Так для электронов и студентов характерна дискретная природа переходов из одного состояния в другое. В атомах электроны скачком переходят с одного дискретного энергетического уровня на другой, в университетах студенты также скачком переходят с курса на курс.Во многом аналогичны и сами квантовые процессы, происходящие с участием электронов и студентов: первые могут поглощать и излучать кванты энергии, вторые - кванты информации - биты. Существенно при этом, что эти процессы носят вероятностный характер. Нельзя, например, с точностью сто процентов предсказать, что электрон перейдет с одного энергетического уровня на другой, а студент накопит необходимый объем знаний по изучаемому предмету к экзамену. Отсюда следует вывод - знания студентов также неопределенны как координаты или импульс электронов.
       Таким образом, имеется три фундаментальных сходства: наличие элементарных квантов действия, уровневая природа переходов из одного состояния в другое и вероятностный характер процессов, делающих студентов университетов и электроны в атомах похожими друг на друга. В физике такое сходство называется подобием. Удивительно, что раньше никто не обращал внимания на это подобие, а ведь в нем заложены уникальные возможности для переноса выводов квантовой механики на университетское обучение.
       Следуя принципу подобия, введем аналог пси-функции электрона в атоме - пси-функцию студента в университете  Ф(r,t), которая в соответствии с принятой в квантовой механике трактовкой определяет вероятность при-обретения студентом объема знаний p к заданному курсу r и сроку обучения t. Фундаментальные свойства пси-функции студента не трудно определить на основе общеизвестных эмпирических фактов, накопленных в системе университетского образования. Согласно одному из них объем знаний студента не меняется, когда студент остается на том же самом курсе на повторное обучение. С математической точки зрения это эквивалентно движению студента по времени вспять. Отсюда следует, что пси-функция студента является четной функцией времени, то есть для нее выполняется соотношение Ф(r,t) =  Ф(r,- t).
       Согласно другому факту знания одного студента никак не влияют на знания другого, то есть, в системе двух студентов нет никаких ограничений на взаимное соотношение их знаний. Это означает, что пси-функция двух и более студентов симметрична в пространстве знаний, а сама система многих студентов подчиняется статистике Эйнштейна – Бозе. Согласно этой статистике в одном квантовом состоянии может находиться любое число тождественных частиц. Ясно, что основная масса студентов будет находиться в состоянии минимума знаний, так как это состояние отвечает минимуму энергии, затраченной студентами на обучение. В свете сказанного новый смысл приобретает фраза «почить в Бозе». Применительно к студентам эта фраза означает, что коллектив из большого числа студентов, представленных самим себе, будет всегда находиться на нулевом уровне знаний.
       Важным следствием волновой природы пси-функций является принцип неопределенности Гейзенберга: Е*t > h,здесь Е – неопределенности энергии электрона, t – неопределенность измерения момента времени, h  - постоянная Планка. С помощью метода подобия легко получить математический эквивалент принципа неопределенности Гейзенберга – принцип неопределенности знаний студента. Для этого достаточно заменить энергию электрона на его аналог – объем знаний студента. В результате получим: p*t > $ , здесь p – неопределенность объема знаний студента, t – неопределенность его времени обучения, $ - универсальная постоянная с размерностью Мериадабайт на год. Для новой постоянной $ автор предложил название Битюг, производное от слова Бит, которое семантически точно отражает существо рассматриваемого вопроса. Длительный педагогический эксперимент, проведенный автором и его коллегами, позволил c приемлемой для педагогической науки точностью определить значение универсальной постоянной $. Она оказалась равной числу 137. Это удивительный и принципиальный результат! Дело в том, что число 137 в точности равно обратной постоянной тонкой структуры a = е*е/hс, где h - постоянная Планка, с – скорость света и е – заряд электрона, одной из важнейших масштабных констант квантовой теории. Данное совпадение лишний раз подтверждает справедливость используемого подхода и отражает глубокую гносеологическую связь процесса обучения в вузе и квантовой теории атома.
       Из принципа неопределенности знаний студентов следует два очень важных вывода:
1. С увеличением неопределенности срока обучения студентов неопределенность объема их знаний уменьшается.
2. Фиксированный срок обучения делает неопределенность знаний чрезмерно боль-шой.
       Оба вывода имеют исключительно важное значение для практической деятельности вузов. В частности, они указывают на целесообразность продления реального срока обучения студентов хотя бы на один год. Простой расчет показывает, что при неопределенности срока обучения всего в один год неопределенность объема знаний составит 20 % от требуемого стандарта. Это вполне приемлемый результат, если учесть, что обычно неопределенность знаний выпускников составляет 50, 80 и даже 100 %. Таким образом, вводя обязательную неопределенность срока обучения можно свести к минимуму неопределенность знаний российских студентов и превратить их alma mater в новые Принстоны, Гарварды и Кембриджы.

Продолжение в журнале "Химия и жизнь" 2013 год № 9