В так
их областях науки, как космология, для такой методики нет альтернативы.


Из статьи: М.Б. Менский. Кванто
вая механика: новые эксперименты, новые приложения иновые формулировки
старых вопросов. (Успехи физических наук. 2000. Т. 170. №6.)

Ряд теорий, которые претендуют на более высокий уровень фундаментально
сти, чем обычная квантовая теория Ц это:
Ц квантовая механика Давида Бома,
Ц теория совместных квантовых историй,
Ц многомировая интерпретация квантовой механики.

Наиболее радикальным вариантом углубления теории является мпого
мировая интерпретация квантовой механики, предложенная Эвереттом и
развитая Уилером. Иногда она называется интерпретацией
Эверетта-Уилера. В этом подходе рассматривается замкнутая система, вклю
чающая и измеряемую подсистему, и прибор, и наблюдателя (словом, всю Вселе
нную, весь мир). Соответственно, декогеренции не происходит и нет никакой
причины для того, чтобы суперпозиция альтернативных чистых состояний п
ревратилась в смесь. Согласно интерпретации Эверетта, каждая из компоне
нт суперпозиции описывает целый мир, и ни одна из них не имеет преимущест
ва перед другой. Имеется столько миров, сколько альтернативных результа
тов имеет рассматриваемое измерение. В каждом из этих миров имеется и из
меряемая система, и прибор, и наблюдатель. И состояние системы, и состояни
е прибора, и сознание наблюдателя в каждом из этих миров соответствует л
ишь одному результату измерения, но в разных мирах результаты измерения
различны.
Таким образом, если в теории декогеренции возможны разные результаты из
мерения, но реализуется (с соответствующей вероятностью) лишь один из ни
х, то в интерпретации Эверетта одинаково реальны все результаты измерен
ия, но реализуются они в разных мирах. Заметим, что в интерпретации Эверет
та проблема выбора (селекции) результата измерения все же существует, он
а лишь иначе формулируется. Вопрос: «Какой из результатов измерения реал
изуется?» Ц теперь не стоит, потому что одинаково реальны все результат
ы. Зато появляется вопрос: «В каком из эвереттовских миров оказался данн
ый наблюдатель?»
В более наглядной формулировке, предложенной Уилером, в момент квантово
го измерения перед наблюдателем как бы оказывается железнодорожная ст
релка, и его поезд может пойти в одном из нескольких направлений. В зависи
мости от того, в каком направлении пойдет поезд, наблюдатель увидит тот и
ли иной результат измерения. Возможные направления поезда соответству
ют альтернативным результатам измерения или различным эвереттовским м
ирам. Поезд всегда пойдет лишь по одному из направлений, но все остальные
столь же реально существуют, и в других направлениях то же измерение дае
т другие результаты.

Квантовая механика и сознание. Таким образом, в
интерпретации Эверетта-Уилера трудный вопрос о селекци
и, т. е. о выборе одного из множества альтернативных р
езультатов измерения, по крайней мере освещается с иной точки
зрения. Попробуем все же выяснить, нельзя ли далее пр
одвинуться в решении этого вопроса.

Прежде напомним вывод, к которому мы пришли ранее относительно теории от
крытых измеряемых систем. Эта теория означает, что влияние окружения на
систему учитывается, хотя конкретная модель окружения не включается в о
писание. Мы выяснили, что такая теория:
Ц с точки зрения физики полна, так как может включать любую часть Вселен
ной, за исключением, быть может, каких-то глубоких структур в мозгу, в кото
рых отображается информация о результате измерения;
Ц не содержит парадоксов (приводит к смешанным состояниям, а не к суперп
озициям);
Ц может описывать выбор альтернативного результата измерения (селекц
ию) лишь феноменологически, механизм выбора не обсуждается.

Упомянутое в последнем пункте феноменологическое описание селекции мо
жно формализовать в случае мгновенного (в реальности Ц пренебрежимо ма
лой длительности) измерения постулатом редукции фон Неймана, а в случае
непрерывного измерения Ц ограниченным интегралом по путям или мнимым
потенциалом.
Такое описание селекции решает, разумеется, все практические задачи. Одн
ако с концептуальной точки зрения именно то, что в теории открытых систе
м селекция описывается феноменологически, можно воспринимать как слаб
ый пункт, требующий поиска более полной или более фундаментальной теори
и. По-видимому, такая теория должна базироваться на рассмотрении таких з
амкнутых систем, когда модель окружения фигурирует в теории в явном виде
.
Как мы могли уже убедиться, такая теория приводит к суперпозициям макрос
копически различимых состояний (к парадоксу шрёдингеровского кота), пос
кольку не содержит механизма декогеренции. Кроме того, стремясь описать
измерение в терминах замкнутой системы, мы вынуждены все дальше и дальше
отодвигать границы рассматриваемой системы, так что в конце концов она
начинает захватывать органы чувств наблюдателя и те структуры в его моз
гу, которые ответственны за отображение информации о результате измере
ния.
Если хотя бы одна такая структура останется вне того, что мы включаем в из
меряемую систему, то 1) возникает декогеренция, в результате которой мы из
бавляемся от парадоксальной суперпозиции различимых состояний, но зат
о 2) селекция (выбор) одной из альтернатив описывается лишь феноменологич
ески, но не вскрывается ее механизм.
Если же мы включаем в рассматриваемую систему все степени свободы, в кот
орых могла бы быть отражена информация об альтернативе (переходим к теор
ии замкнутой системы), то декогеренции не происходит, в силу чего: 1) остает
ся суперпозиция и 2) по-прежнему не видно никакого механизма селекции одн
ой из альтернатив (в данном случае Ц одной из компонент суперпозиции).
Может быть, селекция вообще никогда не происходит? В инте
рпретации Эверетта предполагается именно это: все альтернативы одинак
ово реальны. Однако одно обстоятельство убеждает, что выбор все
же всегда делается: в реальном опыте каждый эксперимента
тор имеет дело лишь с одной альтернативой. Открывая ящик со шрё
дингеровским котом, любой экспериментатор увидит либо живого, либо мерт
вого кота.
Таким образом, пытаясь оставаться в рамках обычных физических концепци
й, мы всегда имеем дело со всей совокупностью альтернатив, но описывая пр
оисходящее с точки зрения сознания конкретного наблюдателя мы всегда и
меем дело лишь с одной из них. По-видимому, приходится сделать вывод,
который очень труден для физика: теория, которая могла бы описы
вать не только множество альтернативных результатов измерения и
вероятностное распределение по ним, но и механизм выбора
одного из них, обязательно должна включать сознание.
В различных формах мысль о необходимости включения наблюдателя и даже с
ознания в теорию высказывалась с первых лет существования квантовой ме
ханики. Например, это было характерно для взглядов Паули. В работе Вигнер
а содержится даже гораздо более сильное утверждение: сознание не только
необходимо включить в теорию измерения, но сознание может влиять на реал
ьность. Подобную мысль высказывал и Шрёдингер. Позже мы еще вернемся к ст
ранному утверждению о влиянии сознания на реальность. Сейчас же лишь зам
етим, что роль сознания в интерпретации квантовой механики обсуждалась
в последние годы очень широко.
Выбор альтернативы Ц это и есть работа сознания? Можно ли что-либо добав
ить к тому, что уже говорилось по поводу роли сознания в квантовом измере
нии? Кажется существенным сделать еще один шаг, на первый взгляд неб
ольшой, но по нашему мнению принципиальный.
Мы уже отмечали, что оставаясь в рамках концепций, типичных для физики, мы
не можем описать механизм выбора одной из альтернатив. Это нерешенная за
дача. Предыдущие аргументы дают намек, что решение этой задачи следует и
скать, включая в рассмотрение сознание наблюдателя. С другой стороны, хо
тя психологи давно исследуют работу сознания, по-видимому, никто никогд
а не ответил в достаточно удовлетворительной форме, что же такое сознани
е или как и почему происходит осознание? Функция сознания остается таинс
твенной и непонятной. Это также нерешенная задача.
Таким образом, мы имеем дело с двумя нерешенными проблемами: 1) как происхо
дит выбор одной альтернативы при квантовом измерении и 2) как функционир
ует сознание. В истории науки известно, что иногда две трудные проблемы р
ешаются одновременно, как бы помогают решать одна другую. Возможно, в дан
ном случае мы имеем дело именно с такой парой глубоко связанных друг с др
угом проблем.
Основываясь на этом, мы предлагаем следующую гипотезу:
Функция сознания состоит в том, чтобы выбрать один из альтернативн
ых результатов квантового измерения.
Если сформулировать нашу гипотезу врамках многомировой интерпретации
Эверетта, она звучит несколько иначе: функция сознания состоит вто
м, чтобы выбрать один из альтернативных эвереттовских миров.
На вопрос: что такое осознание? Cледует ответить: это выбо
р альтернативы при квантовом измерении. Лишь после того, как выбор сдела
н, возникает определенная картина происходящего, описываемая языком кл
ассической физики (например, лишь после этого стрелка прибора оказывает
ся в определенном положении). Пока же выбор не произошел, есть лишь кванто
вая картина с присущим ей множеством альтернатив. Можно сказать так: лиш
ь выбор альтернативы определяет, чтоже происходит вреальности. Но ведь э
то именно то, что принято понимать под осознанием: только осознание отве
чает на вопрос, чтоже происходит вреальности. Таким образом, гипотеза об
отождествлении сознания сквантовой селекцией вполне соответствует на
шей интуиции.
Сформулированная гипотеза близка к тому, что предлагал Сквайре. Он счита
л, что сознание Ц это окно, открывающееся в квантовый мир. Оно не позволяе
т видеть весь квантовый мир, но лишь один его фрагмент (соответствующий о
дному из альтернативных результатов квантового измерения или одному и
з эвереттовских миров).
Подчеркнем всеже некоторое отличие предлагаемой нами гипотезы от того,
что обсуждалось влитературе до сих пор. Многие авторы говорили отом, что
при объяснении квантового измерения следует так или иначе включать вра
ссмотрение сознание наблюдателя. Мыже считаем, что функция сознания (осо
знание) сама по себе есть один из этапов квантового измерения, именно Ц в
ыбор (селекция) альтернативы. Сознание, следовательно, не нужно включать
втеорию измерения. Оно уже включено внее. Нужно лишь узнать водном из эле
ментов теории измерения (этим элементом является выбор альтернативы) то
, что вдругом контексте называется осознанием.
Может возникнуть одно возражение против такой гипотезы. Если функция со
знания состоит в том, чтобы выбрать один из результатов измерения, то поч
ему они выбираются с разными вероятностями, именно с теми, которые предс
казывает квантовая механика? Оказывается, однако, что в теории Эверетта
на этот вопрос имеется очень простой и красивый ответ. В этой теории пока
зывается, что среди всех параллельных миров есть тождественные (т.е. таки
е, в которых все подсистемы имеют одно и то же состояние). При этом мир неко
торого определенного типа встречается тем чаще, чем больше квантовомех
аническая вероятность соответствующей альтернативы.
Это замечание является существенной поддержкой нашей гипотезы об отож
дествлении функции сознания с селекцией эвереттовского мира. При этом м
ожно ответить на известное возражение Эйнштейна Бору. Имея в
виду вероятностную интерпретацию квантовой механики, Эйнштейн ск
азал: «Я не верю, что Бог играет в кости». Исходя из сформулирова
нной гипотезы, можно на это ответить: «Да, Бог не играет в кости,
он равно приемлет все возможности. В кости играет сознание каж
дого наблюдателя».
Рассуждая далее на основе высказанной гипотезы, можно заметить, что от н
ее остается лишь небольшой шаг до мысли Вигнера о том, что сознание может
влиять на реальность. Действительно, если обычно сознание выбирае
т один из эвереттовских миров наугад, вслепую, то почему не предположить,
что может существовать такое сознание (наделенное особым талантом или с
пециальным образом тренированное), которое может делать этот выбор целе
направленно. В таком случае выбор может быть предопределен или по к
райней мере вероятность определенного выбора может быть повышена усил
ием воли. В терминологии Уилера, наблюдатель, наделенный таким «активным
» сознанием, может по своей воле переключать стрелку и направлять поезд
по избранному им пути (или по крайней мере увеличивать вероятность того,
что поезд пойдет по избранному пути).
Разумеется, это не доказательство, а чистая спекуляция, о
днако в данном контексте она кажется естественной. Тем не
менее в такую спекуляцию не так-то легко поверить. Сделаем замечания, кот
орые снимают два возможных возражения. На первый взгляд кажется, что гип
отеза о влиянии сознания на выбор альтернативы (назовем ее гипотезой об
активном сознании) ведет 1) к несогласованности наблюдений различных экс
периментаторов и 2) к возможности нарушения законов природы. Однако это н
е так или не совсем так.
Кажется, что если исход измерения в какой-то мере зависит от наблюдателя,
то два разных наблюдателя одного и того же измерения могут видеть разные
результаты. Скажем, руководитель экспериментальной группы и его ассист
ент, взглянув на прибор, увидят разные показания, потому что руководител
ь хочет, чтобы показания были высокими, а ассистент стремится к низким (эт
о может быть, если они верят в различные теории и каждый хочет, чтобы его т
еория подтвердилась).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30