Опыт наблюдателя. Что мы знаем. Наблюдатель. Мои комментарии к посту

А именно в посте Random Science: как квантовый эффект Зенона останавливает время , в котором описывается эффект Зенона из квантовой физики. Он заключается в том, что если наблюдать за распадающимся (или радиоактивным) атомом с определенной частотой (или так называемой вероятностью события, причем при вычислении вероятности сразу включается только ограниченная двоичная логика - да или нет), то атом может не распадаться практически безконечно - пока вы наблюдате за ним и насколько вас хватит. Проводились эксперименты, подтверждались данные - действительно, изначальные атомы, за которыми "наблюдали" ученые с определенной частотой (или вероятностью) - не распадались. Почему слово "наблюдали" вынесено в кавычки? Ответ под катом вместе с постом lana_artifex и моими комментариями к нему.

Элейский Зенон - греческий философ, который предположил, что если время разделить на множество отдельных частей, то мир замрет. Оказалось, что Зенон был прав, если говорить о квантовой механике. Он делал это, предлагая серии парадоксов, среди которых было доказательство, что ничего никогда не двигается. И в случае с этим парадоксом, ученые только в 1977 г. смогли догнать безумные идеи Зенона.

Физики из Университета Техаса - Д. Сударашан и Б. Мишра, предложили доказательства эффекта Зенона, показав, что можно остановить распад атома просто наблюдая за ним достаточно часто.

Официальное название современной научной теории - квантовый эффект Зенона, и он основан на довольно известном Парадоксе Стрелы. Стрела летит в воздухе. Ее полет является серией состояний. Состояние определяется самым коротким промежутком времени из возможных. В любой момент состояния, стрела неподвижна. Если бы она не была неподвижна, то было бы два состояния, одно, в котором стрела находится в первой позиции, второе, где стрела находится во второй позиции. Это вызывает проблему. Не существует другого способа описать состояние, но если время состоит из множества состояний, и стрела не двигается ни в одном из них, то стрела не может двигаться вовсе.

Данная идея сокращения времени между наблюдениями движений заинтересовала двух физиков. Они поняли, что распадом некоторых атомов можно манипулировать при помощи Парадокса Стрелы. Атом Натрия, который не находится под наблюдением имеет потенциал к распаду, по крайней мере с нашей точки зрения данный атом находится в состоянии суперпозиции. Он как разложился, так и нет. Проверить нельзя пока никто не посмотрит на него. Когда это происходит, атом переходит в одно из двух состояний. Это как подбросить монетку, шанс 50/50, что атом распался. В определенный момент времени, после того как он перешел в состояние суперпозиции, существует больший шанс, что он не распался при наблюдении за ним. В другие моменты наоборот, он скорее распадется.

Предположим, что атом скорее распался после трех секунд, но маловероятно, что распался после одной. Если проверить через три секунды, то атом скорее будет разложившимся. Однако Мишра и Сударашан предполагают, что если проверять атом три раза в секунду, то вероятность того, что он не распадется вырастает. На первый взгляд звучит как полный бред, но это именно то, что происходит. Исследователи проводили наблюдение за атомами: в зависимости от частоты измерений, они повышали или уменьшали шанс на распад, нежели в случае с обычной ситуацией.

“Усовершенствованный” распад является результатом квантового анти-эффекта Зенона. Если правильно подстроить частоту измерений, можно заставить систему распадаться быстрей или медленней. Зенон был прав. Мы действительно можем остановить мир, главное научиться смотреть на него правильно. В то же время, мы можем и привести к его разрушению, если не будем аккуратны.

Мои комментарии к посту:

kactaheda
Интересные темы поднимаете. Нет ли случайно информации, с помощью чего наблюдали за атомом?
"Атом Натрия, который не находится под наблюдением имеет потенциал к распаду, по крайней мере с нашей точки зрения данный атом находится в состоянии суперпозиции"

lana_artifex
Определённые темы поднимаю на уровне общедоступного блога, обсуждаю их со своим кругом друзей и не развиваю далее - пусть в блоге они остаются на уровне науки, не всякий поймёт эти темы в их развитии. Информации такой нет, но вы как читаете мысли - есть возможность запросить инфу по этому вопросу у автора, что уже было сделано, пока без ответа

kactaheda
Можете не утруждаться - я вам попробую ответить сам:) А вы разве не автор этого блога?
Итак, что такое процесс наблюдения в квантовой физике? Классически - это момент регистрации определенной частички в пространстве. Но идем дальше. Наблюдаем мы не глазами и не камерой, а... тоже частичками. В классическом эксперименте с двумя щелями за прохождением электрона через одну из щелей наблюдают с помощью фотонов. Получается забавная вещь - наблюдающие фотоны как бы сбивают пролетающие электроны. Но есть еще один интересный момент - что электроны, что фотоны являются электромагнитными волнами, распространяющимися в среде (назовем ее эфир, как привычнее для меня или же поле, физический вакуум, как его называют современные ученые) на скорости света. То есть одни волны интерферируют с другими, причем ортогонально - то есть перпендикулярно направлениям распространения друг друга. При таком наблюдении фотонами за электронами, электрон, являясь волной, не может проинтерферировать сам с собой, создавая спектральную картину на экране из максимумов и минимумов, а пролетает как бы только через одну щель - что видно в виде одной полоски на экране.

Итак, исходя из всего этого, можно сделать вывод, что "бомбардируя" распадающийся атом натрия другими наблюдательными частичками, в этом эксперименте просто постоянно пытаются поддерживать его устойчивое состояние, добавляя энергию порциями - в каждый момент наблюдения.

lana_artifex
Спасибо, поняла суть!

lana_artifex
Тему с эффектом Зенона подняла как философскую подводку к следующему посту о картине, а сами по себе прочтения эффекта Зенона - тема уже больше эзотерическая, в лучшем смысле этого слова

kactaheda
Да, в эзотерике именно об этом и говорится - наши мысли (являясь электромагнитными волнами) влияют на другие электромагнитные волны, из которых состоит весь Мир - вплоть до мельчайшего атома, протона, мюона и любого возможного бозона:) И таких частичек можно открывать миллиарды - например частичку Бога в БАКе:)
Так что вот я и вернулся к своему первому посту в ЖЖ - про Наблюдателя в квантовой физике... Только теперь у меня есть научное объяснение чудесам.

Свет мой зеркальце, скажи,
Да всю правду доложи:
Кто тут взглядом сквозь ресницы
Может схлопывать частицы?

Квантовая версия старой сказки

Моё сознательное решение относительно того, как я буду наблюдать электрон, в некоторой степени определяет свойства этого электрона. Если я задам ему корпускулярный вопрос, он даст мне корпускулярный ответ. Если я задам ему волновой вопрос, он даст волновой ответ.

— Фритьоф Капра

Этот глубокий сдвиг в представлении физиков о сущности их занятий и о значении из формул — не простая причуда учёных. Это была их последняя надежда. Сама мысль о том, что для понимания атомных явлений придётся отказаться от физической онтологии и разработать математические формулы, отражающие скорее знание о наблюдателе, чем о событиях внешнего мира, на первый взгляд настолько абсурдна, что ни одна группа видных и заслуженных учёных ни за что не приняла бы её, кроме как в качестве последнего экстремального средства.

— Генри Стэпп

Столкнувшись с экспериментальными свидетельствами того, что процесс наблюдения влияет на объект, учёные были вынуждены отказаться от представлений, царивших в науке четыре сотни лет, и взяться за проработку революционной идеи: мы непосредственно вовлечены в реальность. Хотя природа и степень нашей способности влиять на реальность до сих пор остаются предметом жарких споров, можно согласиться с формулировкой Фритьофа Капры: «Ключевая идея квантовой теории — наблюдатель необходим не только для того, чтобы наблюдать свойства атомного явления, но и для того, чтобы эти свойства вообще возникли».

Наблюдатель влияет на наблюдаемое

До того, как произведено наблюдение или измерение, объект существует только в качестве «волны вероятности» (на языке физиков — волновой функции ). У неё нет определённого положении или скорости. Эта волновая функция, или волна вероятности, представляет собой всего лишь вероятность того, что при наблюдении или измерении объект окажется здесь или там . У него есть потенциальные местоположения и потенциальные скорости — но мы не можем узнать их значений, пока не проведём наблюдение.

«С этой точки зрения, — пишет Брайан Грин в книге «Ткань космоса», — определяя положение электрона, мы не измеряем объективную, изначально существующую черту реальности. Скорее самим фактом измерения мы непосредственно участвуем в формировании исследуемой реальности». А Фритъоф Капра подводит итог: «У электрона нет объективных качеств, независимых от моего сознания».

Всё это постепенно стирает некогда отчётливую границу между «внешним миром» и субъективным наблюдателем. Они как бы сливаются, или, образно выражаясь, танцуют в совместном процессе открытия — или сотворения? — мира

Проблема измерения

Сегодня этот эффект наблюдения больше известен под названием «проблема измерения». Более ранние описания данного феномена включали в себя сознательного наблюдателя, однако, учёные постоянно старались убрать из своей теории проблемное слово «сознание». Ибо тут немедленно возникает вопрос о том, что такое сознание: если собака увидит результаты эксперимента с электронами, приведёт ли это к схлопыванию волновой функции?

Исключив из теории сознание , учёные продемонстрировали понимание уже упоминавшегося выше факта: от фантазии о том, что можно проводить измерения и не влиять на измеряемый объект, придётся отказаться навсегда. Так называемая «муха на стене», которая сидит себе и никак не влияет на окружающую действительность, просто не может существовать. (И нам не нужно ломать голову над тем, сознательна ли эта муха! )

Для того, чтобы согласовать между собой наблюдателя, измерение, сознание и схлопывание, за достаточно продолжительное время было выдвинуто множество теорий. Первая из таких теорий, которая до сих пор остаётся предметом дискуссий, — это так называемая «копенгагенская интерпретация».

Мне кажется, когда люди говорят о наблюдателе, они упускают один важнейший момент: кто этот наблюдатель? Возможно, мы настолько привыкли к этому слову, что уже не совсем понимаем его. Наблюдатель — это каждый человек, независимо от пола, расы, общественного положения и вероисповедания. Это означает, что КАЖДЫЙ человек обладает способностью наблюдать и изменять субатомную реальность. Возьмите любого человека с улицы — будь то менеджер, сантехник, проститутка, скрипач, полицейский, — и он может делать это. Не только учёные в их священных чертогах. Эта наука принадлежит каждому, поскольку сама по себе наука является метафорой, позволяющей объяснить человека. Объяснить НАС.

Чтобы полностью понять квантовую механику, чтобы полностью определить, что она говорит о реальности.. мы должны вплотную заняться проблемой квантового измерения.

— Брайан Грин, «Ткань космоса».

Вопрос в том, способны ли мы создать математическую модель того, что делает наблюдатель, когда он наблюдает и изменяет реальность? До сих пор нам это не удавалось. Любая из используемых нами математических моделей, включающих в себя наблюдателей, похоже, подразумевает математические разрывы непрерывности. Наблюдатель исключён из физические уравнений по простой причине: так проще.

— Фред Алан Вольф, доктор философии

Копенгагенская интерпретация

Радикальную идею о том, что наблюдатель неизбежно влияет на любой наблюдаемый физический процесс и мы не можем оставаться нейтральными объективными свидетелями предметов и явлений, впервые начали отстаивать Нильс Бор и его коллега-земляки из Копенгагена. Вот почему эту теорию нередко называют копенгагенской интерпретацией. Бор утверждал, что за принципом неопределённости Гейзенберга стоит не только тот факт, что мы не можем одновременно определить, как быстро движется частица и где она находится. Вот как описывает позицию Бора Фред Алан Вольф «Дело не просто в том, что ты не можешь измерить это. Этого вообще нет, пока никто это не наблюдает. А Гейзенберг полагал, что это всё же существует само по себе». Гейзенберг не мог принять мысль о том, что этого нет без наблюдателя. Бор же считал, что частицы сами по себе даже не обретают существования, пока мы их не наблюдаем, и реальность на квантовом уровне не существует, если никто не ведёт наблюдение или измерение

На самом деле многие учёные яростно оспаривали эту сложную и неоднозначную идею, идущую вразрез со здравым смыслом и с нашим повседневным опытом. Эйнштейн и Бор часто спорили до глубокой ночи, и Эйнштейн говорил, что он «просто не может принять это».

До сих пор ведётся дискуссия — можно даже сказать, жаркий спор — о том, только ли человеческое сознание может схлопывать волновые функции и переводить объект из состояния вероятности в точечное состояние

Гейзенберг полагал, что ключевым фактором тут является ум. Он определял сам акт измерения как «акт регистрации результата в уме наблюдателя . Дискретное изменение в функции вероятности происходит в момент регистрации именно вследствие дискретного изменения в нашем знании в момент регистрации, которое и проявляется в дискретном изменении функции вероятности».

Или, как говорит Линн Мактаггарт, избегая научных терминов «Реальность подобна ещё не застывшему желе Внешний мир представляет собой колоссальный неопределённый студень — потенциал нашей жизни А мы своей заинтересованностью, своим вниманием, своим наблюдением заставляем это желе застыть. Таким образом, мы являемся неотъемлемой составляющей процесса реальности. Наше внимание и создаёт эту реальность».

Основы квантовой механики

Эта область исследования возникла в 1970-е годы как попытка убрать «сознательную» составляющую из теорий квантовой механики. Это был более механистический взгляд на проблему измерения. Измерительный прибор в физическом исследовании стали рассматривать как активный фактор.

Вот как описывает это доктор Алберт:

Среди учёных постоянно возникали всё более и более запутанные споры на тему «Может ли кошка вызвать эти же эффекты своим сознанием? А может ли мышь вызвать эти эффекты своим сознанием?» В конце концов стало ясно, что слова, используемые в подобных дискуссиях, настолько неточны, настолько неопределённы, что с их помощью полноценную научную теорию не построишь, — и от этой идеи пришлось отказаться.

Эта работа [основы квантовой механики] представляет собой попытку понять, как нужно трансформировать уравнения, чтобы объяснить изменения в квантовом состоянии элементарных частиц, или какие физические факторы нужно добавить в нашу картину мира, чтобы показать, каким образом эти изменения происходят.

Короче говоря, основы квантовой механики — это попытка посмотреть на квантовую реальность с чисто физической точки зрения — исключая проблемы, связанные с сознательным наблюдателем

Во вселенной Эйнштейна все объекты обладают теми или иными физическими атрибутами со строго определёнными значениями. И эти атрибуты не пребывают в неком призрачном состоянии, ожидая, пока экспериментатор проведёт измерение и тем самым даст им существование. Большинство физиков склонны считать, что в этом Эйнштейн ошибался. С точки зрения этот большинства, корпускулярные свойства обретают существование лишь под воздействием измерения... Когда же наблюдение не осуществляется, корпускулярные свойства призрачны и смутны и характеризуются лишь вероятностью того, что реализуется та или иная потенциальная возможность.

— Брайан Грин, «Ткань космоса».

Теория многих миров

Физик Хью Эверетт предположил, что в момент квантового измерения квантовая функция схлопывается не в одни результат, но реализуется каждый возможный результат В процессе реализации этих результатов Вселенная разделяется на столько версий, сколько существует возможных результатов измерения. Отсюда возникла идея (довольно неуклюжая, но, несомненно, способствующая расширению сознания) о существовании множества параллельных вселенных, где реализованы все квантовые потенциалы.

Задумайтесь на минутку над этой концепцией: всякий раз, когда вы делаете выбор, бесчисленные параллельные возможности, или результаты, реализуются одновременно !

На вопрос о том, остаётся ли положение электрона неизменным, мы отвечаем «нет»;

на вопрос о том, изменяется ли положение электрона со временем, мы отвечаем «нет»;

на вопрос о том, сохраняет ли электрон покой, мы отвечаем «нет»;

на вопрос о том, движется ли он, мы отвечаем «нет».

— Дж. Роберт Оппенгеймер, создатель американской атомной бомбы

Квантовая логика

Математик Джон фон Нейман создал прочную математическую основу квантовой теории. Рассматривая наблюдателя и объект наблюдения, он разбил проблему на три процесса.

Процесс 1 — решение наблюдателя относительно того, какой вопрос он задаст квантовому миру. Свет мой зеркальце, скажи... Этот выбор уже сужает степень свободы квантовой системы, ограничивая её реакции. (На самом деле, любой вопрос ограничивает ответ: если у тебя спрашивают, какие фрукты ты будешь есть на обед, «говядина» не будет уместным ответом.)

Процесс 2 — эволюция состояния волнового уравнения. Облако вероятности эволюционирует по схеме, описываемой волновым уравнением Шрёдингера.

Процесс 3 — квантовое состояние, являющееся ответом на вопрос, сформулированный в ходе реализации процесса 1, или схлопывание частицы.

Один из самых интересных моментов в этой формальной процедуре — решение, какой вопрос задать квантовому миру. Любое наблюдение включает в себя выбор того, что мы намерены наблюдать. Получается, что такие понятия, как «выбор» и «свободная воля», становятся частью квантового события. Вопрос, является ли собака сознательным наблюдателем, остаётся открытым; однако, ответ на вопрос, принимала ли собака когда-нибудь решение (процесс 1) произвести квантовое измерение для исследования волновой природы электрона, кажется вполне очевидным.

Эта теория квантовой логики не определяет, что включено в физическую систему процесса 2. Это означает, что мозг наблюдателя может восприниматься как часть эволюционирующей волновой функции наряду с наблюдаемыми электронами. В связи с этим возник целый ряд теорий, описывающих сознание, разум и мозг. См. Генри Стэпп. Заботливая Вселенная. Мы подробнее остановимся на этом в главе «Квантовый мозг».

Квантовая логика Джона фон Неймана дала важный ключ к решению проблемы измерения: измерение становится измерением благодаря решению наблюдателя. Это решение ограничивает степень свободы реакций физической системы (например, электрона) и тем самым влияет на результат (реальность).

Неореализм

Основателем неореализма был Эйнштейн, который отказывался принять любые толкования, согласно которым обычная реальность не существует сама по себе, независимо от наблюдений и измерений. Неореалисты полагают, что реальность состоит из объектов, чьё поведение согласуется с принципами классической физики, а парадоксы квантовой механики указывают на неполноту и изъяны теории. Этот подход также известен как интерпретация «скрытой переменной». Имеется в виду, что стоит нам обнаружить скрытые факторы — и все парадоксы разрешатся сами собой.

Сознание творит реальность

Эта интерпретация доводит до крайности идею о том, что сам акт сознательного наблюдения является ключевым фактором в создании реальности. При этом акт наблюдения получает привилегированную роль в процессе схлопывания вероятного в реальное. Большинство представителей физической науки воспринимают эту интерпретацию как «эзотерическую» фантазию, свидетельствующую о том, что «эзотерики» не понимают, в чём, собственно, состоит проблема измерения.

Мы отводим обсуждению этого вопроса целую главу. Пока же отметим, что споры на эту тему ведутся тысячелетиями. Древнейшие духовные и метафизические традиции веками утверждали то, что заново сформулировал Амит Госвами: «Сознание — основа всего сущего». Фотоны и нейтроны участвуют в этих дебатах сравнительно недавно. И их появление на скамье свидетелей стало воистину примечательным событием.

Насколько я понимаю, теория неореалистов гласит: «Мы знаем, что квантовая теория неверна, поскольку мы не понимаем её парадоксов, а мы правы, поскольку мы мыслим, руководствуясь здравым смыслом. У нас нет сомнений, что рано или поздно будут обретены новые знания (обнаружена скрытая переменная), которые подтвердят нашу правоту.

Это напоминает утверждение: «Мы знаем, что Элвис жив; просто его пока не нашли».

Когда мы постигаем роль наблюдателя, нам остаётся только склониться перед превосходящим нас разумом, облекающим эту энергию в формы реальности, которым ещё только предстоит присниться нам в этой жизни. Пока мы ощущаем это как хаос, но нет ни малейших сомнений, что в нём есть порядок. Он выше нас. Он глубже.

— Рамта

Целостность

Ученик Эйнштейна Дэвид Бом утверждал: квантовая механика указывает, что реальность представляет собой неделимое целое, где всё взаимосвязано на глубинном уровне, за пределами обычных границ во времени и пространстве. Он выдвинул идею существования некоего «скрытою порядка» (implicate order), из которого рождается некий «явный порядок» (explicate order) (скрытая, нерегистрируемая физическая Вселенная). Именно сворачивание и разворачивание этих порядков порождает разнообразие явлений квантового мира. Из бомовского видения природы реальности родилась «голографическая теория Вселенной». Эту теорию Карл Прибрам и другие учёные использовали для описания мозга и восприятия. В своей недавней беседе с Эдгаром Митчеллом Прибрам высказал мнение, что копенгагенская интерпретация неверна, а квантовая голография представляет собой намного более точную модель реальности.

И ещё есть я...

До сих пор мы говорили главным образом о физической концепции наблюдателя. Но слово «наблюдатель» также может обозначать наиболее интимное ощущение каждого из нас относительно собственного «я». У нас есть ощущение, что где-то внутри сидит «наблюдатель», непрестанно глядящий на мир. Иногда его описывают как «тихий внутренний голос»: во многих духовных учениях и практиках слово «наблюдатель» означает невыразимое сокровенное «я», или внутреннюю природу, которая посредством наблюдения влияет на внешнее эго .

Дзэнскую практику (постоянно присутствовать в текущем моменте и не позволять себе отвлекаться на внешнюю деятельность) тоже можно описать как состояние наблюдателя.

Не удивительно, что стремление связать этого субъективного наблюдателя с научным термином «наблюдатель» оказывается столь сильным — особенно когда возникает впечатление, что учёные говорят именно об этом. Субъект и объект тесно взаимосвязаны. Но если наш внутренний наблюдатель ощущается как нечто пассивное, учёные утверждают, что наблюдение активно. Наблюдение влечёт за собой определённые физические эффекты.

И независимо от того, является ли сознание единственным действующим фактором, уже сам по себе тот факт, что любое измерение изменяет физическую систему, — откровение. Получается, что мы не можем извлечь никакую информацию из системы, не изменив физические свойства этой системы.

Насколько сильно наблюдатель влияет на объект наблюдения?

Хороший вопрос! Вот что говорит Фред Алан Вольф:

Вы не изменяете внешнюю реальность. Вы не изменяете стулья, грузовики, бульдозеры и взлетающие с космодрома ракеты, — не изменяете вы их! Нет! Но вы изменяете собственное восприятие вещей или, возможно, собственные мысли о вещах, собственное ощущение вещей, собственное ощущение мира.

Но почему мы не изменяем грузовики, и бульдозеры, и экологическое положение? Как говорит доктор Джо Диспенза: «Потому что мы утратили силу наблюдения». Он полагает, что идея квантовой физики очень проста: наблюдение оказывает непосредственное воздействие на наблюдаемый мир. Это может побудить людей к тому, чтобы постараться стать более хорошими наблюдателями. Далее Джо говорит:

Субатомный мир реагирует на наблюдение с нашей стороны, но средний человек удерживает своё внимание на чём-то одном не более 6-10 секунд... (Что это за бред? — H.B.) Как же огромный мир может отреагировать на усилия того, кто не способен даже сосредоточиться? Возможно, мы просто плохие наблюдатели. Возможно, мы просто не овладели искусством наблюдения, ведь скорее всего это — именно искусство...

Нам бы нужно ежедневно хоть немного сидеть и просто наблюдать, обдумывать новые возможности будущего для себя. Если мы будем делать это как следует, если будем наблюдать должным образом, то вскоре заметим, что в нашей жизни реализуются новые возможности.

Мы обнаружили что там, где наука продвинулась дальше всего, разум получит от природы то, что сам же в неё вложил. Мы нашли странные отпечатки следов на берегах неведомого. Мы разработали ряд глубоких теорий, чтобы объяснить их происхождение. Наконец нам удалось реконструировать то существо, которое их оставило. И — надо же! Это наши следы.

— Сэр Артур Эддингтон

Мне всегда казалось, что я довольно хладнокровна. Казалось, я полностью контролирую свои эмоции, реакции на людей, места, вещи, время и события. Затем, послушав Фреда Алана Вольфа, Джона Хагелина н других интервьюируемых, я осознала, что представляю собой не более, чем мячик» отскакивающий от стен жизни. Я просто удивляюсь, что до сих пор не разбила себе голову! Когда я начала более внимательно наблюдать, что происходит у меня «внутри», и использовать это для изменения своего восприятия «внешних» событий, моя жизнь наполнилась новыми возможностями. Я сделала и увидела вещи, которые никогда и не надеялась увидеть и сделать, время течёт для меня гораздо медленнее, и благодаря этому я успеваю наблюдать и выбирать — вместо того, чтобы реагировать и сожалеть.

— Бетси

Изменить свою повседневную реальность

А теперь перейдём с субатомною уровня на уровень человеческий и спросим: что такое наблюдение? Для людей дверь к наблюдению — восприятие. Ваше восприятие. А вы помните из предыдущих глав, насколько это сомнительный процесс? («Свет мой зеркальце, скажи кто... на свете всех милее?») Говорит Амит Госвами:

Любое наблюдение может восприниматься как квантовое измерение, поскольку, как и в результате квантового измерения, мы получаем информацию, которая откладывается в мозгу в виде воспоминаний. Эти воспоминания в мозгу активизируются всякий раз, когда мы ощущаем повторный стимул. Повторный стимул всегда вызывает не только самое первое впечатление, но и всю цепочку вторичных отпечатков в памяти.

Мы всегда воспринимаем что-то лишь после того, как это отразится в зеркале памяти. Именно это отражение в зеркале памяти даёт нам ощущение того, кто и что такое «я» — конструкция из привычек, из воспоминаний, из прошлого.

Иными словами:
Воспоминания -> (прошлое) — Восприятие -> Наблюдение -> (воздействие на) Реальность

Стоит ли удивляться, что такие системы, как «Курс чудес», подчёркивают важность прощения как важного фактора, помогающего изменить настоящее? А вспомните учение Христа: сколько внимания он уделял прощению. А как он сказал о восприятии: «И что ты смотришь на сучок в глазе брата твоего, а бревна в твоём глазе не чувствуешь?». И о высшем наблюдении: «Возлюби ближнего твоего, как самого себя».

Нас всех интересует, как можно изменять свою повседневную реальность. Если реальность — лишь реакция на вопросы, т.е., настрой разума, и каждый ответ находится в конце длинной цепочки воспоминаний, ощущений и наблюдений, то нас уже интересует не столько вопрос, как изменять реальность, сколько, почему мы сохраняем эту реальность одной и той же. В ответе на этот вопрос — ключ к переменам.

Проблема измерения является проблемой лишь потому, что она подчёркивает наше представление о том, что мы находимся вне наблюдаемого. Но даже простейший измерительный прибор взаимодействует с измеряемой системой и изменяет её. В наблюдаемой реальности присутствует текучесть, которая, казалось бы, противоречит миру гарантированного утреннего кофе и безотказно взлетающих ракет. И всё же это — фундаментальная черта взаимодействия аспектов реальности.

Ключевое слово здесь — «взаимодействие». Или мы могли бы сказать — соединение, или сплетение, или присутствие в одном волновом уравнении. Эта идея об изначальной неделимости всех вещей то и дело высказывается поборниками квантовой теории.

И кто мы такие, чтобы спорить с мириадами электронов?

«Кто тут взглядом сквозь ресницы может схлопывать частицы?» Не кто — что . Всё!

Но остаётся ещё вопрос: это может только кто-то и что-то или также никто и ничто — разум, дух, сознание? И если да, то не являются ли они столь же реальными, как объекты, которые схлопываются? В мире иллюзий разделение на «что-то» и «ничто» может оказаться именно тон иллюзией, на которой держатся все остальные.

«С точки зрения квантовой механики Вселенная исключительно интерактивна», — пишет учёный Дэн Уинтерс в статье с очень провокационным названием «Существует ли вселенная, когда мы на неё не смотрим?» В этой статье он излагает идею «творения через наблюдение», сформулированную физиком из Принстонского университета Джоном Уилером. Уилер (коллега Альберта Эйнатейна и Нильса Бора, в также создатель термина «чёрная дыра») говорил: «Мы не просто зрители перед космической сценой. Мы творцы и обитатели интерактивной Вселенной»

Подумайте об этом...

— Можете ли вы идентифицировать себя как наблюдателя, если вы — наблюдатель?

— Кто или что такое «я»?

— Кто или что такое наблюдатель?

— Являетесь ли вы отделённой от мира сущностью?

— Можете ли вы наблюдать внутри себя что-то помимо «я»?

— Ели вы можете стать наблюдателем по отношению к своему «я», как это изменит ваше восприятие реальности?

— Если для создания реальности нужен наблюдатель, насколько сосредоточенным наблюдателем являетесь вы? Какую реальность вы создаёте в своём нынешнем состоянии наблюдения?

— Как долго вы способны удерживать какую-либо мысль?

— Существует ли реальность, когда вы её не наблюдаете?

— Если для схлопывания реальности требуется наблюдатель, что поддерживает целостность нашего тела, пока вы спите?

— Кто или что тогда является наблюдателем?

Ярко блестела золотистая осенняя листва деревьев. Лучи вечернего солнца коснулись поредевших верхушек. Свет пробился сквозь ветки и устроил спектакль из причудливых фигур, мелькавших на стене университетской «каптёрки».

Задумчивый взгляд сэра Гамильтона медленно скользил, наблюдая за игрой светотени. В голове ирландского математика шла настоящая плавильня мыслей, идей и выводов. Он прекрасно понимал, что объяснение многих явлений с помощью Ньютоновской механики подобно игре теней на стене, обманчиво сплетающих фигуры и оставляющих без ответа многие вопросы. «Возможно, это волна… а может быть, поток частиц, - размышлял учёный, - или свет является проявлением обоих явлений. Подобно фигурам, сотканным из тени и света».

Начало квантовой физики

Интересно наблюдать за великими людьми и пытаться осознать, как рождаются великие идеи, изменяющие ход эволюции всего человечества. Гамильтон - один из тех, кто стоял у истоков зарождения квантовой физики. Спустя пятьдесят лет, в начале двадцатого века, изучением элементарных частиц занимались многие учёные. Полученные знания были противоречивы и нескомпилированы. Однако первые шаткие шаги были сделаны.

Понимание микромира в начале ХХ века

В 1901 году была представлена первая модель атома и показана её несостоятельность, с позиции обычной электродинамики. В этот же период Макс Планк и Нильс Бор публикуют множество трудов о природе атома. Несмотря на их кропотливый труд, полного понимания структуры атома не существовало.

Спустя несколько лет, в 1905 году, малоизвестный немецкий учёный Альберт Эйнштейн опубликовал доклад о возможности существования светового кванта в двух состояниях - волнового и корпускулярного (частицы). В его труде приводились доводы, поясняющие причину несостоятельности модели. Однако видение Эйнштейна было ограничено старым пониманием модели атома.

После многочисленных трудов Нильса Бора и его коллег в 1925 году зародилось новое направление - некое подобие квантовой механики. Распространённое выражение - «квантовая механика» появилось спустя тридцать лет.

Что мы знаем о квантах и их причудах?

На сегодня квантовая физика ушла достаточно далеко. Открыто много различных явлений. Но что мы знаем на самом деле? Ответ представлен одним учёным современности. "В квантовую физику можно либо верить, либо ее не понимать", - таково определение Подумайте над этим сами. Достаточно будет упомянуть такое явление, как квантовая запутанность частиц. Это явление ввергло научный мир в положение полного недоумения. Ещё большим шоком стало то, что возникший парадокс несовместим с и Эйнштейна.

Впервые эффект квантовой запутанности фотонов обсуждался в 1927 году на пятом Солвеевском Конгрессе. Между Нильсом Бором и Эйнштейном возник жаркий спор. Парадокс квантовой спутанности полностью изменил понимание сути материального мира.

Известно, что все тела состоят из элементарных частиц. Соответственно, все явления квантовой механики отражаются в обычном мире. Нильс Бор говорил, что если мы не смотрим на Луну, то её не существует. Эйнштейн считал это неразумным и полагал, что объект существует независимо от наблюдателя.

При изучении проблем квантовой механики следует понимать, что её механизмы и законы взаимосвязаны между собой и не подчиняются классической физике. Попробуем разобраться в самой противоречивой области - квантовой запутанности частиц.

Теория квантовой запутанности

Для начала стоит понимать, что квантовая физика подобна бездонному колодцу, в котором можно обнаружить все, что угодно. Явление квантовой запутанности в начале прошлого века изучалось Эйнштейном, Бором, Максвеллом, Бойлем, Беллом, Планком и многими другими физиками. На протяжении двадцатого века по всему миру активно изучали это и экспериментировали тысячи учёных.

Мир подчинён строгим законам физики

Почему такой интерес к парадоксам квантовой механики? Все очень просто: мы живём, подчиняясь определённым законам физического мира. Умение «обходить» предопределённость открывает магическую дверь, за которой все становится возможным. К примеру, концепция «Кота Шрёдингера» ведёт к управлению материей. Также станет возможна телепортация информации, которую вызывает квантовая запутанность. Передача информации станет мгновенной, независимо от расстояния.
Этот вопрос пока находится в стадии изучения, однако имеет положительную тенденцию.

Аналогия и понимание

Чем же уникальна квантовая запутанность, как её понять и что происходит при этом? Попробуем разобраться. Для этого потребуется провести некий мысленный эксперимент. Представьте, что у вас в руках две коробки. В каждой из них лежит по одному мячу с полосой. Теперь одну коробку отдаём космонавту, и он улетает на Марс. Как только вы открываете коробку и видите, что полоса на мяче горизонтальна, то в другой коробке мяч автоматически будет иметь вертикальную полосу. Это и будет квантовая запутанность простыми словами выраженная: один объект предопределяет положение другого.

Однако следует понимать, что это лишь поверхностное объяснение. Для того чтобы получить квантовую запутанность, необходимо, чтобы частицы имели одинаковое происхождение, подобно близнецам.

Очень важно понимать, что эксперимент будет сорван, если до вас кто-то имел возможность посмотреть хотя бы на один из объектов.

Где может быть использована квантовая спутанность?

Принцип квантовой запутанности может быть использован для передачи информации на большие расстояния мгновенно. Подобный вывод противоречит теории относительности Эйнштейна. Она гласит, что максимальная скорость перемещения присуща только свету - триста тысяч километров в секунду. Подобная передача информации даёт возможность существования физической телепортации.

Все в мире - информация, в том числе и материя. К такому выводу пришли квантовые физики. В 2008 году на основании теоретической базы данных удалось увидеть квантовую спутанность невооружённым глазом.

Это в очередной раз говорит о том, что мы стоим на пороге великих открытий - перемещения в пространстве и во времени. Время во Вселенной дискретно, поэтому мгновенное перемещение на огромные расстояния даёт возможность попадать в различную плотность времени (на основании гипотез Эйнштейна, Бора). Возможно, в будущем это будет реальностью так же, как мобильный телефон сегодня.

Эфиродинамика и квантовая запутанность

По мнению некоторых ведущих учёных, квантовая спутанность поясняется тем, что пространство заполнено неким эфиром - чёрной материей. Любая элементарная частица, как нам известно, пребывает в виде волны и корпускулы (частицы). Некоторые учёные считают, что все частицы находятся на «полотне» тёмной энергии. Понять это непросто. Давайте попробуем разобраться другим путём - методом ассоциации.

Представьте себя на берегу моря. Лёгкий бриз и слабое дуновение ветра. Видите волны? А где-то вдалеке, в отблесках лучей солнца, виден парусник.
Корабль будет нашей элементарной частицей, а море - эфиром (тёмной энергией).
Море может находиться в движении в виде видимых волн и капель воды. Точно так же и все элементарные частицы могут быть просто морем (её составляющей неотъемлемой частью) или же отдельной частицей - каплей.

Это упрощённый пример, все несколько сложнее. Частицы без присутствия наблюдателя находятся в виде волны и не имеют определённого местоположения.

Белый парусник - это выделенный объект, он отличается от глади и структуры воды моря. Точно так же существуют «пики» в океане энергии, которые мы можем воспринимать как проявление известных нам сил, сформировавших материальную часть мира.

Микромир живёт по своим законам

Принцип квантовой запутанности можно понять, если брать в учёт то, что элементарные частицы находятся в виде волн. Не имея определённого местоположения и характеристик, обе частицы пребывают в океане энергии. В момент появления наблюдателя волна «превращается» в доступный осязанию объект. Вторая частица, соблюдая систему равновесия, приобретает противоположные свойства.

Описанная статья не направлена на ёмкие научные описания квантового мира. Возможность осмысления обычного человека базируется на доступности понимания изложенного материала.

Физика элементарных частиц изучает запутанность квантовых состояний на основании спина (вращения) элементарной частицы.

Научным языком (упрощённо) - квантовая спутанность определяется по разному спину. В процессе наблюдения за объектами учёные увидели, что может существовать только два спина - вдоль и поперёк. Как ни странно, в других положениях частицы наблюдателю не «позируют».

Новая гипотеза - новый взгляд на мир

Изучение микрокосмоса - пространства элементарных частиц - породило множество гипотез и предположений. Эффект квантовой запутанности натолкнул учёных на мысль о существовании некой квантовой микрорешётки. По их мнению, в каждом узле - точке пересечения - находится квант. Вся энергия - целостная решётка, а проявление и движение частиц возможно только через узлы решётки.

Размер «окна» такой решётки достаточно мал, и измерение современным оборудованием невозможно. Однако, чтобы подтвердить или опровергнуть данную гипотезу, учёные решили изучить движение фотонов в пространственной квантовой решётке. Суть в том, что фотон может двигаться либо прямо, либо зигзагами - по диагонали решётки. Во втором случае, преодолев большую дистанцию, он потратит больше энергии. Соответственно, будет отличаться от фотона, движущегося по прямой линии.

Возможно, со временем мы узнаем, что живём в пространственной квантовой решётке. Или же это предположение может оказаться неверным. Однако именно принцип квантовой запутанности указывает на возможность существования решётки.

Если говорить простым языком, то в гипотетическом пространственном «кубе» определение одной грани несёт за собой чёткое противоположное значение другой. Таков принцип сохранения структуры пространство - время.

Эпилог

Чтобы понимать волшебный и загадочный мир квантовой физики, стоит внимательно всмотреться в ход развития науки за последние пятьсот лет. Раньше считалось, что Земля имеет плоскую форму, а не сферическую. Причина очевидна: если принять её форму круглой, то вода и люди не смогут удержаться.

Как мы видим, проблема существовала в отсутствии полного видения всех действующих сил. Возможно, что современной науке для понимания квантовой физики не хватает видения всех действующих сил. Пробелы видения порождают систему противоречий и парадоксов. Возможно, магический мир квантовой механики хранит в себе ответы на поставленные вопросы.

Наука кроме всего прочего интересна своей непредсказуемостью. Среди физиков, и не только, известна история о том, как в середине XIX века профессор Филипп фон Жолли отговаривал молодого Макса Планка заниматься теоретической физикой, утверждая, что эта наука близка к завершению и что в ней остались лишь незначительные проблемы. Планк, к счастью, его не послушал и стал основоположником квантовой механики, одной из самых успешных теорий в истории физики. Большинство технических достижений физики ХХ века справедливо связывают с квантовой механикой. Атомная энергетика и лазеры, теории элементарных частиц и физика твердого тела, успехи наноэлектроники и теория сверхпроводимости немыслимы без квантовой механики. Эти вызывающие восхищение успехи привели к почти всеобщей вере в справедливость основных принципов квантовой механики. Сомнения, казалось бы, здесь неуместны. Но семинар «Квантовая теория без наблюдателя» в университете немецкого города Билефельд 22–26 апреля 2013 года свидетельствует о том, что всё не так однозначно. Семинар проводится в рамках программы научных исследований Европейского сообщества «Фундаментальные проблемы квантовой физики» . Программа включает четыре основные темы: 1) квантовая теория без наблюдателя, 2) эффективное описание сложных систем, 3) квантовая теория и теория относительности, 4) от теории к эксперименту.

В обосновании необходимости данной программы говорится, что сейчас многие ученые согласны с известным высказыванием Эйнштейна 1926 года: «Квантовая механика, несомненно, впечатляет. Но внутренней голос говорит мне, что это не есть, однако, реальная вещь. Теория говорит многое, но она не приближает нас к секретам Создателя. Я, во всяком случае, уверен, что Он не играет в кости ». Судя по составу участников программы, ученых, согласных с Эйнштейном, действительно немало. В программе MP1006 принимают участие ученые из 22 европейских стран и Израиля, а также из отдельных университетов США, Австралии, Индии, Мексики и Южной Африки.

В качестве мотивации необходимости создания квантовой теории без наблюдателя приводится одно из высказываний ирландского физика Джона Белла (1928–1990): «Формулировки квантовой механики, которые вы находите в книгах, предполагают разделение мира на наблюдателя и наблюдаемое, и вам не говорят, где проходит это разделение - с какой стороны очков, например, или с какой стороны моего оптического нерва... Таким образом, мы имеем теорию, которая является фундаментально неясной ». Эта проблема не является новой. Она возникла сразу после того, как совсем молодой Гейзенберг предложил в 1925 году описывать не то, что происходит, а то, что наблюдается. По воспоминаниям самого Гейзенберга, в беседе, после его выступления в 1926 году в Берлинском университете, Эйнштейн сказал, что «с принципиальной точки зрения желание строить теорию только на наблюдаемых величинах совершенно нелепо. Потому что в действительности всё ведь обстоит как раз наоборот. Только теория решает, что именно можно наблюдать. Видите ли, наблюдение, вообще говоря, есть очень сложная система ». Через 63 года, в 1989 году, Белл писал в статье «Против измерения»: «Эйнштейн говорил, что теория определяет, что может быть "наблюдаемым". Я думаю, он был прав: "наблюдение" - это крайне сложный процесс для теоретического описания. Поэтому такого понятия не должно быть в формулировке фундаментальной теории ». Таким образом, согласно мнению не только Белла, но и достаточно большого числа ученых, с ним согласных, в наиболее успешной теории ХХ века есть такие понятия, которых не должно быть в формулировке фундаментальной теории. Стоит ли обращать на это внимание? Ответ на данный вопрос, очевидно, связан с ответом на вопрос о целях научного исследования.

Ортодоксальная квантовая механика отказалась от того, что Эйнштейн считал «высшей целью всей физики: полное описание реального состояния произвольной системы (существующей независимо от акта наблюдения или существования наблюдателя)... ». Этот отказ явился следствием того, что Гейзенберг, Бор и др. потеряли надежду на возможность реалистического описания некоторых явлений, таких, например, как эффект Штерна-Герлаха. Штерн и Герлах обнаружили в 1922 году, что измеряемые значения проекций магнитного момента атомов имеют дискретные значения. Бор писал в 1949 году, что, «как ясно показали Эйнштейн и Эренфест [в 1922 году], наличие такого эффекта ставило непреодолимые трудности перед всякой попыткой наглядно представить себе поведение атома в магнитном поле ». А спустя 32 года Белл писал: «Из-за явлений подобного рода среди физиков возник скепсис относительно возможности создания непротиворечивого пространственно-временного описания процессов, происходящих на атомном и субатомном уровнях... Более того, некоторые стали утверждать, что атомы и субатомные частицы не имеют определенных параметров, кроме тех, что наблюдаются. Не существует, например, определенного значения параметра, по которому можно было бы различить частицы, приближающиеся к анализатору Штерна-Герлаха, до отклонения их траектории вверх или вниз. В действительности реально не существуют даже частицы ».

Вопрос о существовании параметров до наблюдения был главным предметом спора между основоположниками квантовой теории Гейзенбергом, Бором и др., с одной стороны, и Эйнштейном, Шрёдингером и др. - с другой стороны. Шрёдингер писал в 1951 году, что «Бор, Гейзенберг и их последователи... имеют в виду, что объект не существует независимо от наблюдающего субъекта ». Он выражал свое несогласие с тем, «что глубокое философское размышление об отношении объекта и субъекта и об истинном значении отличий между ними зависит от количественных результатов физических или химических измерений ». Эйнштейн свое несогласие выразил, в частности, известным высказыванием «Мне хотелось бы думать, что Луна существует, даже когда я на нее не смотрю ». Наиболее известным эпизодом в этом споре гигантов явилась статья 1935 года - Эйнштейна, Подольского и Розена.

ЭПР стремились доказать, как писал в 1981 году Белл, «что теоретики, создавшие квантовую механику, опрометчиво поспешили отказаться от реальности микроскопического мира ». Но сейчас статья ЭПР известна большинству не этим доказательством, а ЭПР-корреляцией, которую сами ЭПР считали невозможной, а многие современные авторы считают реально существующей. Это является, пожалуй, главным парадоксом в истории с ЭПР-корреляцией. ЭПР-корреляция и неравенства Белла с наибольшей достоверностью доказали, что предположение о существовании параметров до измерения противоречит ортодоксальной квантовой механике. Из нелокальности ЭПР-корреляции следует, что описание акта измерения не может быть полным без включения в него сознания наблюдателя. Нелокальность является следствием того, что имеет разные названия: скачок Дирака, коллапс или редукция волновой функции, «квантовый скачок от возможности к действительности» (по Гейзенбергу), но один смысл - мгновенное, нелокальное, необратимое превращение суперпозиции в собственное состояние при измерении. Эта особая роль акта измерения определяется тем, что, как писал Дирак в 1930 году, «измерение всегда вызывает скачок системы в собственное состояние той динамической переменной, измерение которой производилось ». Этот скачок не может быть следствием воздействия прибора на квантовую систему, так как неравенства Белла выводятся именно из этого предположения. Воздействие может быть любым, которое необходимо для описания результатов измерений. Единственным условием при выводе неравенств Белла является локальность воздействия: изменение условий эксперимента не может мгновенно повлиять на результат измерений в пространственно удаленной области. Нелокальное воздействие прибора есть реальная нелокальность, означающая возможность изменить прошлое, что логически невозможно. Поэтому нарушение неравенств Белла, предсказываемое квантовой механикой, может быть только следствием нелокальности нашего сознания.

Для Гейзенберга и других создателей квантовой механики не могло быть вопроса, с какой стороны очков проходит разделение между наблюдателем и наблюдаемым. Для них, мысливших в традициях европейской философии, это разделение могло быть только следствием картезианского разделения на сущности мыслящие и сущности протяженные. Утверждение Гейзенберга «Классическая физика основывалась на предположении - или, можно сказать, на иллюзии, - что можно описать мир или, по меньшей мере, часть мира, не говоря о нас самих » подчеркивает, что квантовая механика отказалась от полярности этого разделения, когда сущности протяженные мыслились независимо от сущностей мыслящих. Но, отказавшись от иллюзии, Гейзенберг не сказал, как описать мир, говоря о нас самих. Это, пожалуй, является главной причиной, почему желание строить теорию только на наблюдаемых величинах совершенно нелепо. Поэтому задача создания квантовой теории без наблюдателя, т. е. без нас самих, всегда была актуальной. Самыми известными попытками ее решения являются «многомировая» интерпретация, предложенная Эвереттом в 1957 году, и интерпретация Бома 1952 года, вдохновившая Белла на создание знаменитых неравенств Белла.

Но для большинства физиков эта задача была и остается непонятной. В одной из своих последних работ Белл писал об одной из статей 1988 года, которая «особенно выделяется своим здравым смыслом. Автора шокируют "...такие ошеломляющие фантазии, как многомировая интерпретация..". Он отвергает утверждения фон Неймана, Паули, Вигнера, что описание "измерения" не может быть полным без включения в него сознания наблюдателя ». Такое отношение к квантовой механике с позиций здравого смысла характерно для большинства физиков. Во всех или почти во всех учебниках и книгах акт измерения (наблюдения) рассматривается как процесс взаимодействия квантовой системы не с наблюдателем, а с бездушным измерительным прибором. Заблуждение о возможности замены сознания наблюдателя измерительным прибором особенно сильно среди физиков советской школы. Наш выдающийся ученый, лауреат Нобелевской премии академик В. Л. Гинзбург признавался в предисловии к статье «Концепция сознания в контексте квантовой механики», опубликованной в журнале «Успехи физических наук» в 2005 году, что, являясь материалистом, он не понимает, «почему так называемая редукция волновой функции как-то связана с сознанием наблюдателя ». Квантовую механику учили (и учат) так, что многие не знают не только о проблеме «сознания наблюдателя», но даже о редукции волновой функции. Автор статьи «Две методологические революции в физике - ключ к пониманию оснований квантовой механики», опубликованной в 2010 году в журнале «Вопросы философии», признается: «Сам я услышал о ней уже после окончания МФТИ и защиты диссертации по квантовой механике ». Поэтому сам факт постановки задачи создания квантовой теории без наблюдателя должен быть интересен нашим ученым. Этот факт свидетельствует о возрастающем понимании значения работ Джона Белла, сборник которых впервые был опубликован в 1987 году и несколько раз переиздавался, последний раз в 2011 году.