Тени разума. В поисках науки о сознании

Какова эта матрица плотности? Рассуждая стандартным образом^{78} (который основывается на некоем частном способе моделирования упомянутого окружения —• исходя при этом из неких не вполне обоснованных допущений, таких, например, как допущение о несущественности корреляций ЭПР-типа), приходим к заключению, что матрица плотности в данном случае должна очень быстро принять вид, очень хорошее приближение к которому дает следующее выражение:

D = a|Ψ_Д〉〈Ψ_Д| + b|Ψ_Н〉〈Ψ_Н|,

где

a = |w|² и b = |z|².

Эту матрицу плотности можно интерпретировать, как представление комбинации вероятностей двух альтернатив: регистрация детектором фотона (результат ДА) с вероятностью |w|² и отсутствие регистрации детектором фотона (результат НЕТ) с вероятностью |z|². Если бы имела место процедура R, то именно к такому результату и должен был бы прийти физик по завершении своего эксперимента — или нет?

Думаю, здесь следует проявить некоторую осторожность. Матрица плотности D и в самом деле позволяет физику вычислить необходимые ему значения вероятностей, если предположить, что альтернатив всего две: либо |Ψ_Д〉, либо |Ψ_Н〉. Но из наших рассуждений такое предположение никоим образом не следует. Вспомним из предыдущего параграфа, что матрицы плотности, как комбинации вероятностей состояний, допускают множество альтернативных интерпретаций. В частности, поскольку зеркало полупрозрачно, мы имеем здесь в точности такую же матрицу плотности, как и та, какую мы получили выше для частицы со спином 1/2:

D = 1/2 |Ψ_Д〉〈Ψ_Д| + 1/2 |Ψ_Н〉〈Ψ_Н|.

Можно записать ее иначе; скажем, так:

D = 1/2 |Ψ_P〉〈Ψ_P| + 1/2 |Ψ_Q〉〈Ψ_Q|,

где |Ψ_P〉 и |Ψ_Q〉 — два других возможных ортогональных состояния детектора (что представляет собой, надо сказать, совершенную нелепость с точки зрения классической физики), причем

|Ψ_P〉 = (|Ψ_Д〉 + |Ψ_Н〉)/√2 и |Ψ_Q〉 = (|Ψ_Д〉 - |Ψ_Н〉)/√2.

Тот факт, что наш физик полагает, будто состояние его детектора описывается матрицей плотности D, никак не объясняет, почему он всегда обнаруживает детектор либо в состоянии ДА (что соответствует |Ψ_Д〉), либо в состоянии НЕТ (|Ψ_Н〉). Потому что совершенно такую матрицу плотности он получил бы, если состояние системы представляло собой равновесную вероятностную комбинацию, по классическим меркам, нелепостей |Ψ_P〉 и |Ψ_Q〉 (описывающих, соответственно, квантовые линейные суперпозиции «ДА плюс НЕТ» и «ДА минус НЕТ»)!

Для того, чтобы подчеркнуть физическую абсурдность состояний, подобных |Ψ_P〉 и |Ψ_Q〉, в случае макроскопического детектора, рассмотрим «измерительное устройство», состоящее из ящика и помещенной внутрь него кошки, причем ящик снабжен неким устройством, убивающим кошку, если детектор регистрирует фотон (в состоянии |α〉), если же детектор ничего не регистрирует (фотон в состоянии |β〉), то кошка остается жива — это измерительное устройство широко известно под названием шрёдингерова кошка (см. §5.1 и рис. 6.3). Результат ДА представляется здесь как «кошка мертва», а результат НЕТ — как «кошка жива». Однако из одного лишь того, что нам известно, что матрица плотности имеет вид равновесной комбинации этих двух состояний, вовсе не следует, что кошка либо мертва, либо жива (с равной вероятностью), так как эта же кошка может также быть (с равной вероятностью) либо «мертва плюс жива», либо «мертва минус жива»! Сама по себе матрица плотности ничего не говорит о том, что эти последние классически абсурдные возможности в известном нам реальном мире никогда не реализуются. Как и во «множественно мировом» подходе к объяснению R, нам, похоже, вновь предлагается поразмыслить над тем, какого рода состояния мы намерены позволить воспринимать обладающему сознанием наблюдателю (в данном случае, нашему «физику»). С чего мы, собственно говоря, взяли, что состояния вроде «кошка мертва плюс кошка жива» совершенно и абсолютно недоступны восприятию некоего сознательного внешнего[46] наблюдателя?