О роли сознания в квантовой механике
Оригинал взят у larkin_donkey в О роли сознания в квантовой механике
Как сказал о квантовой механике один из её разработчиков, Нильс Бор:
"Если квантовая механика вас глубоко не шокировала, вы пока не поняли её.
Всё, что мы называем реальным, сделано из вещей, считать реальными которые нельзя."
И в этом смысле, "шокировать" учёных она продолжает до сих пор:
"Несмотря на непревзойдённый эмпирический успех квантовой теории, даже само предположение, что она может быть истинной в буквальном смысле, как описание реальной природы вещей, до сих пор воспринимается с цинизмом, непониманием и даже яростью."
[ Тим Фолджер, "Квантум Шмантум", 2001 ]
Одним из самых красивых и впечатляющих экспериментов в истории квантовой механики, а возможно и всей науки, считается, ставший уже классическим, опыт с дифракцией электронов или фотонов на пластине с двумя щелями, поставленный Клаусом Йенсоном в 1961 году. В популярном изложении, вот неплохое его описание от мультпрофессора Квантума:
Помимо собственно демонстрации дуальной природы объектов, эксперимент наглядно показывает ещё и роль наблюдателя при изучении квантовых систем. А именно, как в данном опыте: когда наш наблюдатель, не веря своим глазам, пытается всё-таки "разглядеть", действительно ли частицы проходят одновременно через обе щели, они вдруг, каким-то мистическим образом, меняют своё ветреное поведение и пытаются вести себя как добропорядочные частицы, проходя только через одну из щелей (так называемая редукция или коллапс волновой функции -- исчезновение при измерении дифракционной картинки чередующихся полос).
Естественно, такое безобразное поведение частиц физикам надо как-то объяснить. Причём, желательно, безо всякой мистики. А поскольку "пристальный взор наблюдателя" в подобных экспериментах, фактически, исполняют приборы, проще всего это объяснить физическим воздействием самой системы наблюдения на исследуемую квантовую систему. В такой интерпретации, по одной из гипотез считается, что подобное воздействие другой, "большой" системы вызывает процесс нарушения квантовых свойств исследуемой системы -- необратимый с точки зрения термодинамики процесс, названный "эффектом декогеренции".
Но это всего лишь одна из популярных попыток объяснения так называемой "проблемы квантового измерения" (QMP), так и не решённой за 80 лет существования квантовой теории. Она так и не даёт покоя исследователям. Одни считают её некой псевдопроблемой, другие - единственной тайной и самой серьёзной из угроз самим основам теории.. А угрозой она является, поскольку её существование нарушает и попирает саму доктрину здравого смысла реализма, полагающего мир в целом независимым от наблюдения.
В этой связи, довольно интересны новые попытки изучения этой проблемы в серии экспериментов по исследованию психо-физического взаимодействия с использованием оптических интерферометров. В этих опытах "пристальный взор наблюдателя" исполняют уже не приборы, а намеренно фокусируемое внимание испытуемых разной степени подготовки (в смысле способности к концентрации внимания). По понятной причине несоразмерности объекта наблюдения и наблюдателя, сама концентрация тут возможна только в виде акта воображения. Участникам предлагалось мысленным взором представить, что они могут видеть движение фотонов в интерферометре. Или другие варианты (кому как проще): "объединиться" с оптической системой в созерцании, либо мысленно пытаться блокировать одну из щелей, либо мысленно пытаться направить лазерный луч на одну из щелей... Голос компьютера задавал различные схемы следования и периодичность (~15-30 секунд) циклов концентрации и деконцентрации внимания (типа, "направьте внимание.." / "можете расслабиться"). Соответственно, сравнивалось поведение интерференционных паттернов между состояниями сфокусированного и отсутствующего внимания...
Полную работу, описывающую результаты первой серии этих исследований, можно скачать здесь:
" Consciousness and the double-slit interference pattern: Six experiments", Phys. Essays (2012).
(как физику, когда-то занимавшемуся аналогичными исследованиями, мне сама постановка и методики показались весьма основательными)
Понятно, что интерпретировать полученные результаты, при желании, можно по разному.
Но в целом, как видно на графиках ниже, они показывают очень неплохую корреляцию:
1) волновой редукции (снижения интерференции) от направления внимания;
2) зависимости результатов от качества внимания (способности к концентрации).
Как сказал о квантовой механике один из её разработчиков, Нильс Бор:
"Если квантовая механика вас глубоко не шокировала, вы пока не поняли её.
Всё, что мы называем реальным, сделано из вещей, считать реальными которые нельзя."
И в этом смысле, "шокировать" учёных она продолжает до сих пор:
"Несмотря на непревзойдённый эмпирический успех квантовой теории, даже само предположение, что она может быть истинной в буквальном смысле, как описание реальной природы вещей, до сих пор воспринимается с цинизмом, непониманием и даже яростью."
[ Тим Фолджер, "Квантум Шмантум", 2001 ]
Одним из самых красивых и впечатляющих экспериментов в истории квантовой механики, а возможно и всей науки, считается, ставший уже классическим, опыт с дифракцией электронов или фотонов на пластине с двумя щелями, поставленный Клаусом Йенсоном в 1961 году. В популярном изложении, вот неплохое его описание от мультпрофессора Квантума:
Click to view Помимо собственно демонстрации дуальной природы объектов, эксперимент наглядно показывает ещё и роль наблюдателя при изучении квантовых систем. А именно, как в данном опыте: когда наш наблюдатель, не веря своим глазам, пытается всё-таки "разглядеть", действительно ли частицы проходят одновременно через обе щели, они вдруг, каким-то мистическим образом, меняют своё ветреное поведение и пытаются вести себя как добропорядочные частицы, проходя только через одну из щелей (так называемая редукция или коллапс волновой функции -- исчезновение при измерении дифракционной картинки чередующихся полос).
Естественно, такое безобразное поведение частиц физикам надо как-то объяснить. Причём, желательно, безо всякой мистики. А поскольку "пристальный взор наблюдателя" в подобных экспериментах, фактически, исполняют приборы, проще всего это объяснить физическим воздействием самой системы наблюдения на исследуемую квантовую систему. В такой интерпретации, по одной из гипотез считается, что подобное воздействие другой, "большой" системы вызывает процесс нарушения квантовых свойств исследуемой системы -- необратимый с точки зрения термодинамики процесс, названный "эффектом декогеренции".
Но это всего лишь одна из популярных попыток объяснения так называемой "проблемы квантового измерения" (QMP), так и не решённой за 80 лет существования квантовой теории. Она так и не даёт покоя исследователям. Одни считают её некой псевдопроблемой, другие - единственной тайной и самой серьёзной из угроз самим основам теории.. А угрозой она является, поскольку её существование нарушает и попирает саму доктрину здравого смысла реализма, полагающего мир в целом независимым от наблюдения.
В этой связи, довольно интересны новые попытки изучения этой проблемы в серии экспериментов по исследованию психо-физического взаимодействия с использованием оптических интерферометров. В этих опытах "пристальный взор наблюдателя" исполняют уже не приборы, а намеренно фокусируемое внимание испытуемых разной степени подготовки (в смысле способности к концентрации внимания). По понятной причине несоразмерности объекта наблюдения и наблюдателя, сама концентрация тут возможна только в виде акта воображения. Участникам предлагалось мысленным взором представить, что они могут видеть движение фотонов в интерферометре. Или другие варианты (кому как проще): "объединиться" с оптической системой в созерцании, либо мысленно пытаться блокировать одну из щелей, либо мысленно пытаться направить лазерный луч на одну из щелей... Голос компьютера задавал различные схемы следования и периодичность (~15-30 секунд) циклов концентрации и деконцентрации внимания (типа, "направьте внимание.." / "можете расслабиться"). Соответственно, сравнивалось поведение интерференционных паттернов между состояниями сфокусированного и отсутствующего внимания...
Полную работу, описывающую результаты первой серии этих исследований, можно скачать здесь:
" Consciousness and the double-slit interference pattern: Six experiments", Phys. Essays (2012).
(как физику, когда-то занимавшемуся аналогичными исследованиями, мне сама постановка и методики показались весьма основательными)
Понятно, что интерпретировать полученные результаты, при желании, можно по разному.
Но в целом, как видно на графиках ниже, они показывают очень неплохую корреляцию:
1) волновой редукции (снижения интерференции) от направления внимания;
2) зависимости результатов от качества внимания (способности к концентрации).