Диалоги (октябрь 2003 г.) - Александр Гордон

15. Подтверждения этой гипотезы уже имеются?

Есть основания думать, что многие необычные явления, связанные с человеческой психикой, как раз и являются подтверждением эвереттовской интерпретации и гипотезы об активном сознании. Активное состояние сознания, в котором оно может влиять на выбор альтернативы, а значит, и анализировать различные альтернативы, различные эвереттовские миры, – естественно отождествить с состоянием «сверхсознания», которое получило множество подтверждений в исследованиях по психологии, в частности, по психологии творчества. Следует отдавать себе отчет в том, что при таком подходе меняется методология: в качестве доказательства принимаются не только результаты экспериментов, которые можно многократно повторять, но и наблюдение над индивидуальным сознанием, которое заведомо уникально. Впрочем, в наше время даже в естественных науках все больше распространяется методика доказательства, основанная на наблюдении уникальных явлений. В таких областях науки, как космология, для такой методики нет альтернативы.

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

Ряд теорий, которые претендуют на более высокий уровень фундаментальности, чем обычная квантовая теория – это:

– квантовая механика Давида Бома,

– теория совместных квантовых историй,

– многомировая интерпретация квантовой механики.

Наиболее радикальным вариантом углубления теории является мпогомировая интерпретация квантовой механики, предложенная Эвереттом иразвитая Уилером. Иногда она называется интерпретацией Эверетта-Уилера. В этом подходе рассматривается замкнутая система, включающая и измеряемую подсистему, и прибор, и наблюдателя (словом, всю Вселенную, весь мир). Соответственно, декогеренции не происходит и нет никакой причины для того, чтобы суперпозиция альтернативных чистых состояний превратилась в смесь. Согласно интерпретации Эверетта, каждая из компонент суперпозиции описывает целый мир, и ни одна из них не имеет преимущества перед другой. Имеется столько миров, сколько альтернативных результатов имеет рассматриваемое измерение. В каждом из этих миров имеется и измеряемая система, и прибор, и наблюдатель. И состояние системы, и состояние прибора, и сознание наблюдателя в каждом из этих миров соответствует лишь одному результату измерения, но в разных мирах результаты измерения различны.

Таким образом, если в теории декогеренции возможны разные результаты измерения, но реализуется (с соответствующей вероятностью) лишь один из них, то в интерпретации Эверетта одинаково реальны все результаты измерения, но реализуются они в разных мирах. Заметим, что в интерпретации Эверетта проблема выбора (селекции) результата измерения все же существует, она лишь иначе формулируется. Вопрос: «Какой из результатов измерения реализуется?» – теперь не стоит, потому что одинаково реальны все результаты. Зато появляется вопрос: «В каком из эвереттовских миров оказался данный наблюдатель?»

В более наглядной формулировке, предложенной Уилером, в момент квантового измерения перед наблюдателем как бы оказывается железнодорожная стрелка, и его поезд может пойти в одном из нескольких направлений. В зависимости от того, в каком направлении пойдет поезд, наблюдатель увидит тот или иной результат измерения. Возможные направления поезда соответствуют альтернативным результатам измерения или различным эвереттовским мирам. Поезд всегда пойдет лишь по одному из направлений, но все остальные столь же реально существуют, и в других направлениях то же измерение дает другие результаты.

Квантовая механика и сознание. Таким образом, в интерпретации Эверетта-Уилера трудный вопрос о селекции, т.е. о выборе одного из множества альтернативных результатов измерения, по крайней мере освещается синой точки зрения. Попробуем всеже выяснить, нельзяли далее продвинуться врешении этого вопроса.

Прежде напомним вывод, к которому мы пришли ранее относительно теории открытых измеряемых систем. Эта теория означает, что влияние окружения на систему учитывается, хотя конкретная модель окружения не включается в описание. Мы выяснили, что такая теория:

– с точки зрения физики полна, так как может включать любую часть Вселенной, за исключением, быть может, каких-то глубоких структур в мозгу, в которых отображается информация о результате измерения;

– не содержит парадоксов (приводит к смешанным состояниям, а не к суперпозициям);

– может описывать выбор альтернативного результата измерения (селекцию) лишь феноменологически, механизм выбора не обсуждается.

Упомянутое в последнем пункте феноменологическое описание селекции можно формализовать в случае мгновенного (в реальности – пренебрежимо малой длительности) измерения постулатом редукции фон Неймана, а в случае непрерывного измерения – ограниченным интегралом по путям или мнимым потенциалом.

Такое описание селекции решает, разумеется, все практические задачи. Однако с концептуальной точки зрения именно то, что в теории открытых систем селекция описывается феноменологически, можно воспринимать как слабый пункт, требующий поиска более полной или более фундаментальной теории. По-видимому, такая теория должна базироваться на рассмотрении таких замкнутых систем, когда модель окружения фигурирует в теории в явном виде.

Как мы могли уже убедиться, такая теория приводит к суперпозициям макроскопически различимых состояний (к парадоксу шрёдингеровского кота), поскольку 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 мозгу, которые ответственны за отображение информации о результате измерения.

Если хотя бы одна такая структура останется вне того, что мы включаем в измеряемую систему, то 1) возникает декогеренция, в результате которой мы избавляемся от парадоксальной суперпозиции различимых состояний, но зато 2) селекция (выбор) одной из альтернатив описывается лишь феноменологически, но не вскрывается ее механизм.

Если же мы включаем в рассматриваемую систему все степени свободы, в которых могла бы быть отражена информация об альтернативе (переходим к теории замкнутой системы), то декогеренции не происходит, в силу чего: 1) остается суперпозиция и 2) по-прежнему не видно никакого механизма селекции одной из альтернатив (в данном случае – одной из компонент суперпозиции).

Может быть, селекция вообще никогда не происходит? В интерпретации Эверетта предполагается именно это: все альтернативы одинаково реальны. Однако одно обстоятельство убеждает, что выбор все же всегда делается: в реальном опыте каждый экспериментатор имеет дело лишь с одной альтернативой. Открывая ящик со шрёдингеровским котом, любой экспериментатор увидит либо живого, либо мертвого кота.

Таким образом, пытаясь оставаться в рамках обычных физических концепций, мы всегда имеем дело со всей совокупностью альтернатив, но описывая происходящее с точки зрения сознания конкретного наблюдателя мы всегда имеем дело лишь с одной из них. По-видимому, приходится сделать вывод, который очень труден для физика: теория, которая могла бы описывать 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 сознания в теорию высказывалась с первых лет существования квантовой механики. Например, это было характерно для взглядов Паули. В работе Вигнера содержится даже гораздо более сильное утверждение: сознание не только необходимо включить в теорию измерения, но сознание может влиять на реальность. Подобную мысль высказывал и Шрёдингер. Позже мы еще вернемся к странному утверждению о влиянии сознания на реальность. Сейчас же лишь заметим, что роль сознания в интерпретации квантовой механики обсуждалась в последние годы очень широко.

Выбор альтернативы – это и есть работа сознания? Можно ли что-либо добавить к тому, что уже говорилось по поводу роли сознания в квантовом измерении? Кажется существенным сделать еще один шаг, на первый взгляд небольшой, 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 задача. Предыдущие аргументы дают намек, что решение этой задачи следует искать, включая в рассмотрение сознание наблюдателя. С другой стороны, хотя психологи давно исследуют работу сознания, по-видимому, никто никогда не ответил в достаточно удовлетворительной форме, что же такое сознание или как и почему происходит осознание? Функция сознания остается таинственной и непонятной. Это также нерешенная задача.