Кроличья нора, или Что мы знаем о себе и Вселенной

На вопрос о том, остается ли электрон неизменным, мы вынуждены ответить: «Нет».

Если нас спрашивают, изменяется ли со временем положение электрона, мы должны сказать: «Нет».

Если нам задают вопрос, остается ли электрон в покое, мы отвечаем: «Нет».

На вопрос о том, находится ли электрон в движении, мы говорим: «Нет».

– Дж. Роберт Оппенгеймер, создатель атомной бомбы

Математик Джон фон Нейман разработал строгое математическое обоснование квантовой теории. Рассматривая наблюдателя и наблюдаемый объект, он разбил рассматриваемый процесс на три этапа.

Этап 1 – наблюдатель выбирает, какой вопрос задать квантовому миру. Этот выбор уже ограничивает свободу квантовой системы, сужая спектр ее реакций. (На самом деле любой заданный вопрос ограничивает ответ. Если кто-то спрашивает: «Какой фрукт вы ели на обед?» – то ответ «бифштекс» уже не подходит.)

Этап 2 – развитие состояния волновой функции: облако вероятностей эволюционирует так, как было описано волновым уравнением Шредингера.

Этап 3 – реализация квантового состояния, отвечающего на вопрос, изложенный на этапе 1: «схлопывание» вероятностной волны.

Один из самых интересных моментов в этой формализации – принятие решения о том, какой вопрос задать квантовому миру. Каждое наблюдение предоставляет выбор: что наблюдать. И получается, что такие понятия, как «выбор» и «свободная воля», становятся частью квантового события. Вопрос, является ли собака сознательным наблюдателем, пусть остается открытым – но ответ на вопрос, решает или нет собака (этап 1) совершать квантовое измерение с целью исследовать волновую природу электрона, очевиден!

Эта теория квантовой логики не определяет, что следует, а что не следует включать в микросистему, вовлеченную в процесс этапа 2. Это означает, что частью развивающейся волновой функции можно считать и мозг наблюдателя, а не только наблюдаемые электроны. В связи с этим возникло множество теорий, описывающих природу сознания, разума и работу мозга (мы подробнее остановимся на этом в главе «Квантовый мозг»).

Квантовая логика Джона фон Неймана выявила главную часть проблемы измерения: к измерению приводит лишь решение наблюдателя. Это решение ограничивает степени свободы квантовой системы (например, волновой функции электрона) и таким образом влияет на результат (реальность).

Неореализм

Неореализм – научное направление, основанное Альбертом Эйнштейном. Он отказывался принять любые интерпретации реальности, из которых следует, что она не существует сама по себе, независимо от наших наблюдений и измерений. Неореалисты считают, что реальность состоит из объектов, описываемых в классической физике. Парадоксы же квантовой механики лишь показывают, что эта теория не полна и не точна. Такой подход также называют интерпретацией «скрытой переменной». Эйнштейн утверждал: стоит нам обнаружить какие-то скрытые факторы – и все парадоксы квантовой механики исчезнут.

Неореалисты говорят: «Мы знаем: квантовая физика неверна, потому что мы не понимаем ее парадоксов. Мы правы, потому что наша точка зрения – общепринятая. И мы уверены, что, как только узнаем больше и найдем скрытые факторы, строго докажем нашу правоту». Это подобно утверждению: «Мы знаем, что Элвис все еще жив; мы просто его уже не видим».

– Уилл —

Реальность создается сознанием

«Копенгагенская интерпретация» и квантовая логика Неймана ставят во главу угла идею о том, что сознательный акт наблюдения – ключевой фактор формирования реальности. При «схлопывании» вероятностной волны в частицу – т. е. превращении возможного в фактическое – акт наблюдения играет решающую роль. Большинство физиков – представителей магистральных направлений в науке – расценивают это как фантазию, проистекающую из недопонимания проблемы измерения.