Закон вероятности

Эти работы выполнялись в лаборатории физической биохимии Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино) на протяжении более чем 40 лет.
Выводы из этих работ затрагивают общефизические и космогонические представления человечества.

КРИВАЯ ГАУССА
Физики, биологи, математики, химики знают: если мы измеряем любую природную величину, то результаты измерений образуют график, который называется 'кривая нормального распределения', или 'кривая Гаусса'.
К примеру, глядя из окна, мы начнем измерять рост всех прохожих. Для точности опыта возьмем взрослых мужчин. Мы увидим, что результаты наших измерений сгруппируются вокруг отметки 1 метр 78 сантиметров - 'средний рост'.
Тех, у кого рост 1 метр 68 см, будет меньше, чем со 'средним “ростом. Тех же, чей рост 1 метр 48 см, будет еще меньше. Ту же закономерность мы увидим и в случае, когда рост больше, чем 'средний'. Тех, у кого 1 м 98 см - будет меньше, чем 'среднеростых', а тех, у кого 2 м 18 см - еще меньше. И чем больше прохожих пройдет перед нашим окном, тем точнее выявится эта закономерность.
Результаты наших измерений изобразим на графике. Картинка, которая у нас получилась называется 'кривая Гаусса'.
Если мы измерим вес прохожих, то получим ту же самую картинку. Измерим размер обуви, остроту зрения, кровеносное давление, физическую силу, знание стихов Пушкина, продолжительность сна - та же сама картинка. Если мы измерим скорости молекул воздуха в нашей комнате - получим ту же самую картинку. Кривую Гаусса. Кривую нормального распределения. Это - фундаментальный физический закон.
Он означает, что есть линия нормы ('средний рост'). Тех, чьи показатели близки к 'норме' - их больше. На графике это выражено так: у графика есть вершина и через нее обязательно проходит линия 'нормы'. Все же отклонения от 'нормы' - плавно расползаются в обе стороны. Чем больше отклонение от 'среднего', тем меньше объектов, обладающих этим отклонением. 'Карликов' и 'великанов' - меньше, чем людей среднего роста. Вдобавок, чем меньше 'карлик' (или чем больше 'великан'), тем реже он встречается в природе. Это основополагающий закон вероятности в природе. Что более вероятно - встречается чаще, что менее вероятно - встречается реже. Высокая вероятность плавно переходит в низкую вероятность. Что и показывает плавность линий 'кривой Гаусса'.

СТРАННЫЙ РАЗБРОС
В 1955 г. при измерениях скоростей биохимических реакций было обнаружено существование странного разброса результатов: получаемые величины группировались около двух-трех дискретных значений (графики имели 2-3 вершины), а промежуточные значения были очень редки.
Первоначально это явление было объяснено особенностями изучаемых белков - миозина и актомиозина. Однако, после нескольких лет исследований аналогичные картины были получены и при изучении других белков.
Затем, в качестве контроля, были проведены опыты с чисто химическими реакциями низкомолекулярных веществ. И здесь - тоже получили графики с несколькими вершинами вместо одной плавной линии.
Фундаментальный закон вероятности - нарушался. Картина распределения результатов измерений - не вписывалась в существующие представления о фундаментальном, глубинном, устройстве нашего мира.
Может быть, причина этого нарушения в неточности измерений? Это первое, что приходило исследователям в голову. Измерения были проверены и перепроверены - но нет, было достоверно установлено, что эти 'неестественные' распределения не являются эффектом неточности измерений или каких-либо иных искусственных причин.
Наблюдалось удивительное сходство тонкой структуры графиков (гистограмм) в разных опытах и явно закономерное изменение их формы. Возникло предположение, что во всех этих опытах проявляются особые свойства общего для всех реакций растворителя - воды.
Однако аналогичные распределения скоростей были получены и при исследовании реакции в неводных растворителях. Тогда - уже в 1979 году - в качестве 'последнего контроля' были изучены детальные распределения результатов измерений радиоактивности.
Эффект был поразителен. Тонкая структура распределения результатов измерений радиоактивности - форма соответствующих гистограмм - оказалась чрезвычайно сходной.
25 лет исследований позволили сделать вывод, что наличие нарушений в вероятностях распределения измеряемых величин имеет ВСЕОБЩИЙ характер! И не объясняется тривиальными причинами неточности исследований.
Исследования, начатые на растворах белков, стимулировали изучение колебательных процессов в биохимических, химических и физико-химических системах. Однако наличием колебательных режимов нельзя было объяснить нарушения вероятностного закона.
К 1983 г. исследователи окончательно убедились в том, что необъяснимое 'поведение' вероятности - они назвали его 'макроскопическое квантование' - характерно для процессов принципиально разной природы.
Оно отчетливо проявлялось и в сложных биохимических реакциях, и в простых химических реакциях. Нарушения вероятности были обнаружены и во всех физических процессах - при движении частиц в электрическом поле, при 'выбивании' из воды протонов методом спин-эхо, при колебаниях концентрации реагентов в реакции Белоусова-Жаботинского, при радиоактивном распаде различных изотопов.
Одновременные измерения 'поведения' вероятности продолжали и продолжали проводиться в совершенно разных процессах. В том числе - в лабораториях, удаленных друг от друга на сотни и тысячи километров.
Вывод