Размышления об информации, или Информация к размышлению

Действительно, если в классической физике математическое описание всегда выстраивалось вокруг объектов, допускающих непосредственное или опосредованное чувственное восприятие, и никакой специальной интерпретации теорий при этом не требовалось, то в квантовой механике физика впервые столкнулась с ситуацией, когда эффективный математический аппарат, с высокой точностью описывающий экспериментальные результаты, оказался не привязан ни к какому реальному в классическом смысле объекту. Это привело к необходимости как-то трактовать используемые математические образы. В результате возникло множество интерпретаций квантовой механики, по-разному решающих проблему измерений. Однако до настоящего времени ни одна из этих интерпретацией не является общепризнанной и, на наш взгляд, не объясняет удовлетворительно взаимоотношения классического и квантового мира.

Исторически первой была так называемая копенгагенская интерпретация, сформулированная в 1927 г. Н. Бором, В. Гейзенбергом и другими создателями квантовой механики, в которой утверждалось, что:

• состояние изолированной системы описывается волновой функцией, которая может быть истолкована как волна вероятностей (1);

• вероятностный характер предсказаний квантовой механики принципиально неустраним, и в этом смысле теория является полной (2);

• в промежутке между измерениями волновая функция любой системы эволюционирует линейно в соответствии с уравнением Шрёдингера (3);

• во время измерения волновая функция претерпевает скачкообразное изменение, переходя в состояние, соответствующее результату измерений (4);

• квантовая механика является теорией единичной системы (5).

Утверждение (4), называемое постулатом редукции, или коллапсом волновой функции, не следует из уравнения Шрёдингера, а является эмпирическим обобщением наблюдаемого безальтернативного отражения квантовой реальности в классическом мире.

А вот что представляет собой сама квантовая реальность, копенгагенцы представляли по-разному. Бор считал, что вообще нет никакого квантового мира, а существует только абстрактное квантово-механическое описание наблюдаемой реальности. Гейзенберг же полагал, что квантовый мир представляет некую «полуреальность», выступающую как потенция к осуществлению наблюдаемого мира, как бытие в возможности. То есть, в терминах данной работы, квантовый мир – это информационная реальность, содержащая генетическую информацию материальной Вселенной или множества возможных вселенных.

Фактически в копенгагенской интерпретации постулат редукции заключает в себе «проблему измерений», так как оставляет без ответа вопрос: когда и по какой причине происходит коллапс волновой функции. Решение этой проблемы копенгагенцы видели в привлечении наблюдателя, осознающего результат измерений и тем самым вызывающего переход системы в безальтернативное состояние.

При этом, однако, субъективный фактор они не признавали [Гейзенберг, 1989], что придавало наблюдателю неясный, мистический характер.

Концептуальная непоследовательность копенгагенской интерпретации всегда вызывала неудовлетворённость физиков, пытающихся осмыслить квантовую механику. И это породило множество других интерпретаций, отвергающих постулат редукции волновой функции.

Одной из наиболее естественных является ансамблевая интерпретация, в которой волновая функция связывается не с состоянием отдельной системы, а с состоянием коллектива идентичных систем, находящихся в одинаковой макрообстановке. В таком подходе проблема измерений полностью снимается, так как речь идёт уже не о выборе альтернатив для индивидуальной системы, а лишь о вероятности наблюдать представителя ансамбля с определёнными характеристиками.

Однако ансамблевая идеология, жёстко привязанная к экспериментам с коллективами микросистем, не может быть применена к опытам с одиночными микрообъектами и к большим индивидуальным системам, что приходит в противоречие с пониманием всеобщности квантово-механического описания и с современными экспериментами над индивидуальными системами.

В принципе, как полагал А. Эйнштейн, статистический характер экспериментов в квантовой механике можно было бы объяснить и с традиционных позиций классической физики, если предположить, что квантовые объекты вполне реальны в классическом смысле, но обладают набором характеристик, недоступных для наблюдения – так называемыми скрытыми параметрами.

Однако в опытах по проверке неравенств Белла, проведённых Аланом Аспектом [Aspect, 1981], удалось экспериментально показать, что локальные теории со скрытыми параметрами невозможны. Впрочем, результаты опытов Аспекта не запрещают существование нелокальных теорий, предлагавшихся Луи де Бройлем и Дэвидом Бомом.