Алексей Мазур

Главная проблема квантовой механики – это вопрос о том, что происходит в момент редукции волновой функции. Почему плоская волна электрона «реализуется» в одной точке фотопластины? Является ли наша неспособность «вычислить», какая именно из имеющихся возможностей «реализуется», фундаментальным законом природы, либо же следствием несовершенства используемых нами методов и приборов. Сам процесс редукции так же не уловим, как линия горизонта или основание радуги. В какой момент он происходит? В момент взаимодействия волновой функции с фотопластиной, являющейся «классическим» объектом, либо же в момент «наблюдения» экспериментатора за фотопластиной? И чем же так выделен «наблюдатель», что ему дано право выбирать по какому из возможных путей пойдет мир дальше?

Давайте попробуем разобраться, где проходит грань между «классическим» и квантовым объектом. В бытность студентами (а именно только студенты, пожалуй, в наше время и задаются такими вопросами), мой отец В.А.Мазур и его друг А.В.Гайнер рассуждали примерно следующим образом. Процесс «наблюдения» – это есть процесс взаимодействия волновой функции с прибором, который имеет настолько сложную волновую функцию, что рассчитать ее нет никакой возможности. Поэтому он является классическим объектом. Результат взаимодействия волновой функции электрона с таким объектом непредсказуем и носит вероятностный характер, но не потому, что это есть фундаментальный закон природы, а потому, что наши методы исследования несовершенны. Желая упростить модель «наблюдения», они гипотетически поставили такой эксперимент. Берем плоскую волну электрона, падающую на идеально плоскую фотопластину, состоящую из атомов водорода, расположенных в шахматном порядке. Все атомы находятся в основном состоянии. Вычислить результат взаимодействия не составляет большого труда. Волновая функция пластины после взаимодействия представляет из себя сумму N (где N – число атомов в пластине) слагаемых, каждое из которых имеет «вес» 1/N. Первое слагаемое – атом номер 1 возбужден, остальные – в основном состоянии, второе слагаемое – атом номер 2 возбужден, остальные – в основном состоянии и т.д. Вывод, который отсюда сделали мой отец и А.В.Гайнер – такая пластина не является классическим объектом, а остается квантовым, реальные же пластины устроены достаточно сложно, чтобы быть классическими.

Я же предлагаю довести их гипотетический эксперимент до конца, и рассмотреть, что будет после взаимодействия этой пластины с наблюдателем. Конечно, смоделировать волновую функцию наблюдателя нам не по силам. Но некоторые аналогии кажутся достаточно очевидными. Итак, наш «квантовый» наблюдатель посмотрел на эту фотопластину. Что произойдет с его волновой функцией? Как легко можно понять, она распадется на N слагаемых. Условно их можно назвать так: первое слагаемое – наблюдатель видит возбужденный атом номер 1, второе слагаемое – наблюдатель видит возбужденный атом номер 2 и т.д. Опять, казалось бы, момент редукции от нас ускользнул. Но давайте рассмотрим субъективные ощущения наблюдателя. Предположим, он провел этот эксперимент три раза. Как легко видеть, его волновая функция имеет уже N в кубе слагаемых. И вот тут и произошла редукция. Предположим, что он встретил «классического», а не «квантового» наблюдателя, который спросил у его результаты этих экспериментов. И от N в кубе слагаемых нашего «квантового» наблюдателя останется только одно. Но заметьте – он будет твердо уверен в том, что в первом случае он видел возбужденным атом, скажем номер 27, во втором – 3, а в третьем – 137. Никаких воспоминаний о других слагаемых своей волновой функции в нем не останется. Об этих своих «субъективных» ощущениях он и расскажет «классическому» наблюдателю.

Отсюда мы видим, что процесс редукции может быть вовсе не связан с процессом «наблюдения». В момент «наблюдения» не наблюдатель «выбирает» одно из возможных состояний мира, а сам «распадется» на слагаемые. Каждое из этих слагаемых соответствует слагаемым «измеряемого» объекта. Предположим, что редукция происходит вообще очень редко. Раз в год, например. Все наблюдатели, и мы с вами, в том числе, после редукции и представления не будем иметь о том, что наши волновые функции имели другие, «нереализовавшиеся» слагаемые.

Очевидно, что особой необходимости в «реализации», как таковой, нет. Она проистекала из субъективного ощущения тех наблюдателей, которые «видели» как из равновероятных возможностей случайным образом «реализуется» только одна. Ведь ни одно из слагаемых волновой функции наблюдателя не содержит информации о других слагаемых.

Тут мы упираемся в вопрос о том, что такое «я» наблюдателя. Легко понять, что «субъектом» является не весь ансамбль «слагаемых», а только одно из них. Причем – любое. То есть, человек представляет из себя не «мировую линию», а «дерево», причем точками разветвления являются моменты «наблюдений», а попросту – моменты взаимодействия с окружающим миром. И касается это, как вы понимаете, не только людей.

Картина мира, которая предстает после осознания вышеизложенного, выглядит совершенно фантастично. Все, что могло случиться – случилось. Все потерянные возможности были реализованы, они существуют в одном мире и пространстве с нами, но никакого воздействия на нас не оказывают. И, надо признать, что эта картина мира является прямым следствием законов квантовой механики, а не досужими домыслами псевдонаучных фантастов.

Скептики, конечно, могут сказать – а какие следствия из этих рассуждений? Никакого практического смысла они не в себе не несут. Это не совсем так.

Во-первых, становиться очевидным, что нет границы между квантовым и классическим объектом. Момент редукции для нашего субъективного «Я» происходит действительно в момент наблюдения. Но это не мы что-то делаем с миром, а мир что-то делает с нами. Но для простоты можно оставить понятие редукции и гордиться тем, что каждый «реализует» свой мир.

Во-вторых, легко объясняется тот эксперимент, который был поставлен то ли в конце сороковых, то ли в начале пятидесятых. Какая-то частица, распадалась на два осколка, каждый из которых летел в противоположных направлениях. Так, как в момент распада частица покоилась, то все направления полета 1-го осколка были равновероятны. Но вот второй, согласно закону сохранения импульса, должен был лететь в строго противоположном направлении. Детекторы, улавливающие осколки, были поставлены так, чтобы разница времен между «поимкой» осколков была меньше, чем потребуется свету, чтобы дойти от одного детектора до другого (чтобы исключить возможное воздействие результатов на одном детекторе на результаты на другом). Парадокс был в том, что волновые функции двух осколков «реализовывались» согласованно друг против друга, согласно законам сохранения, но ставя в тупик физиков – как волновая функция осколка номер два «узнает» о произошедшей редукции волновой функции осколка номер один? Узнает быстрее скорости света?

Как мы теперь понимаем, редукция осколка номер два происходит не в момент его взаимодействия с детектором, а в момент взаимодействия наблюдателя с детектором, так что причинно-следственные связи не нарушаются.

А.И. Липкин

Московский физико-технический институт (государственный университет), Москва

"В действительности всякий философ имеет свое домашнее естествознание, и всякий естествоиспытатель - свою домашнюю философию. Но эти домашние науки бывают в большинстве случаев несколько устаревшими, отсталыми" [Э. Мах , Познание и заблуждение. М., 2003, с. 38]

Рассматриваются физические и философские основания "проблемы" "редукции волновой функции". Показывается, что основания проблемы являются философскими, а не физическими, и решение этой проблемы лежит на пути правильной постановки вопроса и учете теоретико-операциональной гетерогенности структуры физики, а не во введении сознания в основания квантовой механики.

1. Введение

В была приведена "теорфизическая" формулировка созданной в 1925–1927 гг. квантовой механики, содержащая четкое изложение лежащих в ее основе принципов (постулатов), содержащихся в работах Шредингера, Борна, Гейзенберга и Бора, (по сути столь же четких, что и в теории относительности) . В классификации К. Поппера она отвечает "третьей" (после "копенгагенской" (Бор, Борн, Гейзенберг и др.) и "антикопенгагенской" (Эйнштейн, де Бройль, Шредингер и др.) "интерпретации" (точнее "парадигмы" ) квантовой механики, той, которой пользуются работающие в квантовой механике физики. Главным из этих принципов-постулатов является утверждение, что 1) в квантовой механике состояние физической системы определяется не значениями, а распределениями вероятности значений соответствующих измеримых величин (это естественное обобщение понятия состояния в физике); из этого следует, что 2)одно измерение ничего не говорит о состоянии системы, и чтобы определить распределение вероятности путем измерения, требуется достаточно длинная серия измерений , 3) а путем вычисления это можно сделать с помощью "вероятностной интерпретации волновой функции" (обычно с именем М. Борна связывают лишь последнее, но оно подразумевает и первые два, поэтому я объединяю все три под именем "постулаты М.Борна");. Это широко распространенное среди физиков представление (во всяком случае я его усвоил, обучаясь в Московском физико-техническом институте), которое в силу некоторой исторической традиции выпадает из философского обсуждения проблем квантовой механики. "Теорфизическая " "интерпретация" принимает положения "копенгагенской интерпретации" о полноте квантовой механики и о вероятностном типе описания , применяемом к индивидуальным квантовым объектам, но утверждает, что состояние квантовой системы существует независимо от того, измеряется оно или нет . В этой формулировке отсутствуют "парадоксы" и нет явления "редукции (коллапса) волновой функции" .

Однако существует широко распространенная (в том числе и среди физиков) традиция философского обсуждения проблем квантовой механики, где обсуждаются и "парадоксы" ("кота Шредитнгера" и др.) и проблема "редукции (коллапса) волновой функции" и, стремясь их решить, доходят до утверждения о включении сознания в формализм квантовой механики . Так известный физик В. Гайтлер, следуя положениям "копенгагенской" интерпретации, приходит к заключению, что "появляется наблюдатель как необходимая часть всей структуры, причем наблюдатель со всей полнотой своих возможностей сознательного существа". Он утверждает, что в связи с возникновением квантовой механики "нельзя более поддерживать разделение мира на "объективную реальность вне нас" и "нас", сознающих себя сторонних наблюдателей. Субъект и объект становятся неотделимы друг от друга". Поппер полагает, что Гайтлер здесь дает "четкую формулировку доктрины включения субъекта в физический объект, доктрина, которая в той или иной форме присутствует у Гейзенберга в "физических принципах квантовой теории" и во многих других..." [цит. по 20, с. 74]. Поэтому стоит особо рассмотреть основания всех этих утверждений, которые, к тому же, на поверку оказываются не физическими, а философскими (мировоззренческими) .

2. Формулировка "проблемы редукции (коллапса) волновой функции"

Для удобства анализа разобьем формулировку проблемы "редукции (коллапса) волновой функции" на следующие утверждения:

утверждение 1: измерение есть явление, которое должно описываться квантовой теорией;

утверждение 2: на языке квантовой теории это явление описывается как мгновенное изменение волновой функции системы, от Y=S k c k |b k > (в общем виде, в дираковских обозначениях, где |b k > - собственная функция для оператора измеряемой величины b ) к |b 1 ñ с вероятностью |c 1 | 2 (в соответствии с правилами Борна); этот скачок и называется "редукцией (или коллапсом) волновой функции ";

утверждение 3: такой переход не описывается уравнением Шредингера и поэтому оказывается "незаконным " с точки зрения уравнений стандартной квантовой механики. Выводимая из последнего утверждения (опирающегося на два первых) неполнота современной квантовой механики и необходимость дополнительного развития ее оснований и составляет суть того, что со времен фон Неймана имеют в виду под "проблемой редукции (коллапса) волновой функции".

Из попытки решения этой проблемы, путем расширения "копенгагенской интерпретации" вырастает особое направление в философии квантовой механики (на стыке "копенгагенской" ("боровской") и "антикопенгагенской" ("эйнштейновской") "интерпретаций" квантовой механики). Разделяя основные тезисы копенгагенцев о вероятностном описании и о том, что акт измерения порождает состояние, Фон Нейман показывает, что последний из них приводит к новой проблеме, добавляя тем самым еще один классический "парадокс" в копилку антикопенгагенцев, в поддержку их тезиса о неполноте (неокончательности) современной квантовой механики. Для решения этой проблемы в 1930-х гг. у самого фон Неймана (в его классической книге ) предлагается введение в формулировку квантовой механики наблюдателя, а во второй половине XX в. – сознания и такой экзотики как многомировая интерпретация Эверетта – Уиллера – ДеВитта.

В последней предполагается, что каждая компонента в суперпозиции |Y>=S k c k |b k > "соответствует отдельному миру. В каждом мире существует своя квантовая система и свой наблюдатель, причем состояние системы и состояние наблюдателя скоррелированы. Процесс же измерения можно назвать… процессом "расщепления" миров. В каждом из параллельных миров измеримая величина b имеет определенное значение b i , и именно это значение и видит наблюдатель, "поселяющийся в этом мире"" . Согласно М.Б. Менскому в этой интерпретации считается, что «различные члены суперпозиции соответствуют различным классическим реальностям, или классическим мирам… Сознание наблюдателя расслаивается, разделяется, в соответствии с тем, как квантовый мир расслаивается на множество альтернативных классических миров" . При этом "никакой редукции при измерении не происходит, а различные компоненты суперпозиции соответствуют различным классическим мирам, одинаково реальным. Любой наблюдатель тоже оказывается в состоянии суперпозиции, т.е. его сознание “расщепляется” ("возникает “квантовое расщепление ” наблюдателя"), в каждом из миров оказывается “двойник”, сознающий то, что происходит в этом мире" ("для наглядности можно считать, что каждый наблюдатель “расщепляется” на множество наблюдателей-двойников, по одному для каждого из эвереттовских миров") (такое расщепление сознания очень напоминает то, что в психиатрии называется шизофренией (греч. schizo – разделяю)) . К этому М.Б. Менский добавляет утверждение "что селекция альтернативы должна быть осуществлена сознанием" . М.Б. Менский и др. полагают, что путь через такую интерпретацию и сознание – единственная альтернатива явлению "редукции волновой функции". Но так ли это?

В предисловии к статье М.Б. Менского "Концепция сознания в контексте квантовой механики" В.Л. Гинзбург пишет: "Не понимаю, почему так называемая редукция волновой функции как-то связана с сознанием наблюдателя. Например, в известном дифракционном опыте электрон проходит через щели и затем на экране (фотопластинке) появляется "точка", т.е. становится известно, куда попал электрон… Разумеется точки на экране наблюдатель увидит и на следующий день после осуществления опыта, и при чем здесь какая-то особая роль его сознания, мне непонятно" . Это – нормальная физическая позиция, идущая от Галилея и Ньютона: физик имеет дело с объектами и операциями (измерения состояний, приготовления системы), которые оторваны от конкретного "наблюдателя" и его (или их) сознания, т.е. объективированы. Эти операции четко описываются и не важно, кто их будет выполнять Петров, Иванов или автомат. Если полагается, что это не так – это уже не физика, а что-то иное.

На каком же основании некоторые физики пытаются ввести сознание в основания физики? Таким основанием служит притча о том, что в квантовой механике существует проблема измерения, ведущая к парадоксам "редукции (коллапса) волновой функции. При этом утверждается 1) существование этой проблемы, 2) необходимость для ее решения введения наблюдателя или сознания в квантовую механику (что такое сознание – никто толком не знает, но именно поэтому на него можно свалить все). Притчу эту рассказывают видные физики. Однако, "аргумент от авторитета" уже в средние века считался слабейшим, а А.Эйнштейн предупреждал: "Если вы хотите кое-что выяснить у физиков-теоретиков о методах, которые они применяют, я советую вам твердо придерживаться одного принципа: не слушайте, что они говорят, а лучше изучайте их действия..." ("О методе теоретической физики" (1933)).

В связи с этим проанализируем эту проблему более основательно. Для этого продолжим описание В.Л.Гинзбурга: "Если описывать состояние электрона после его взаимодействия с атомами в фотопластинке с помощью волновой функции, – говорит он, – то эта функция будет, очевидно отлична от первоначальной и, скажем, локализована в "точке" на экране. Это и называют обычно редукцией волновой функции" .

В этом "очевидно " и состоит корень всей проблемы. Это "очевидно" лежит в основании исходной формулировки проблем "редукции (коллапса) волновой функции" и "квантового измерения" в . Поэтому остановимся на этом "очевидно" и проанализируем, что же за ним стоит. Что "очевидно"? Очевидно, что измерение – это взаимодействие, это явление, которое можно теоретически описать, причем все без остатка . То есть очевидно «утверждение 1» (из приведенных выше трех утверждений). Но так ли это? “Появилась точка” и “произошел ”коллапс волновой функции” – не равнозначные утверждения. Первое – экспериментальный факт, второе – лишь возможная интерпретация этого факта. Поскольку последняя носит во многом не физический, а философский (натурфилософский) характер, и касается оснований физики, то надо эти основания и анализировать. Мне кажется, что многое объяснит небольшой экскурс в историю.

3. Структура эксперимента и механицистская редукция

Современная физика родилась в 17 в., ее истоками служат теория падения тела Галилея и динамика (механика) Ньютона. В первой было заложено фундаментальное отличие новой физики от умозрительной натурфилософии . Суть этого различия состояла в требовании материализации умозрительных построений с помощью операций приготовления (<П|) физической системы (например, гладкой наклонной плоскости, шарика, его помещения на определенной высоте) и измерения (|И>) соответствующих величин (времени, расстояния, скорости), которые предполагают наличие эталонов и операций сравнения с эталоном. Эти операции были заимствованы из техники . В результате возникает гетерогенная "теоретико-операциональная " структура физического эксперимента (приводимая Фоком в контексте спора с Бором) , выражающая важнейшие черты "научной революции XVII века":

<П| X(T) |И>. (1)

Здесь средняя часть отвечает теоретической модели явления (объекта или процесса) или самому явлению, если модели нет, и идет чисто экспериментальное исследование (которое нас пока интересовать не будет). При этом очень важны два момента: 1) именно операционные части <П| и |И> отличают физику от умозрительной натурфилософии ; 2) эти операции – особый материал, это технические операции, а не явления природы .

Так в Древней Греции науке о природе соответствовала натурфилософия (например, атомизм Демокрита), строящая онтологические модели «первой природы», и примыкавшая к ней физика Аристотеля, определенная им как наука о движении. При этом философия, натурфилософия и физика Аристотеля не имели ничего общего с техникой (механикой машин), с помощью которых мастеру удавалось перехитрить природу. Техника – это «вторая природа», предполагающая существование «первой природы» , являющейся предметом натурфилософии. Со времен Древней Греции до Нового времени господствовали представления, что «область механики – область технической деятельности , тех процессов, которые не протекают в природе как таковой без участия и вмешательства человека . Предмет механики – явления, происходящие «вопреки природе», т.е. вопреки течению физических процессов, на основе «искусства» (tecnh) или «ухищрения» (mhcanh)… «Механические» проблемы… представляют самостоятельную область, а именно – область операций с инструментами и машинами , область «искусства»… Под механикой понимается некое «искусство», искусство делать орудия и приспособления, помогающие одолеть природу…» . В XVII в. рассматриваемые две линии двигались раздельно. Математизированная натурфилософия (характеризовавшаяся метафорой "книги Природы, написанной на языке математики") искала законы естественного движения – «законы природы», не зависящие от деятельности человека . Не случайно знаменитый труд Ньютона называется «Математические начала натуральной философии», а не "механика", как это раздел физики стали называть позже. Машины же создавались искусством инженеров-механиков (порой с использованием механики-физики, как это было у Гюйгенса при расчете механизма часов), суть машины определялась людьми и сводилась к определенным функциям. Действия людей противопоставлялись природным явлениям , это были две разные области – области «второй» и «первой» природы .

У Галилея эти две линии пересекаются и порождают физический эксперимент и новую естественную науку – физику , которая в развитом виде представлена в "Математических началах натуральной философии" Ньютона. В этой новой физике используются операции приготовления и измерения относящиеся ко "второй" природе. Т.е. в структуре (1) средний член – принадлежащее "первой" природе явление, составляющее предмет исследования с помощью физических (естественнонаучных) понятийных средств, а крайние члены – принадлежащие "второй" природе технические средства. Важнейшим моментом структуры (1), образующей новое целое, является то, что эти крайние члены – не явления, а операции , действия человека, причем любого человека или даже автомата. Т.о. структура (1) включает кроме эмпирического явления и его теории еще и операции приготовления (<П|) и измерения (|И>), которые заимствованы из техники и имеют другую («вторую») природу.

Однако в начале XIX в. П. Лаплас порождает натурфилософию нового типа , в которой использует, вроде бы, понятия механики Ньютона, но без крайних операциональных частей. В результате чего по внешнему впечатлению они вытекают из физики, а по сути – типичные чисто умозрительные натурфилософские понятия. Эта натурфилософия стала называться механицизмом. Этот механицизм имеет несколько аспектов. Во-первых, это всеобщий детерминизм, отрицающий свободную волю: "Всякое имеющее место явление связано с предшествующим… мы должны рассматривать настоящее состояние вселенной как следствие ее предшествующего состояния и как причину последующего". "Воля, самая свободная, не может породить эти действия без побуждающей причины" (по сути здесь все живое сводится к сложной машине, предполагающей в качестве источника активности некую внешнюю силу). Во-вторых, - отрицание случайности – случайность есть "лишь проявление неведения, истинная причина которого – мы сами" .

Но самая главная для нас черта механицизма – редукционизм , сведение всего к механике (в XIX в. – классической). Суть этого редукционизма, и одновременно отношение к этому физиков очень ярко выразил видный физик и философ конца XIX в. Э.Мах: "Как бы вдохновенным тостом, посвященным научной работе XVIII ст., – говорит он – звучат часто цитируемые слова великого Лапласа: "Интеллект, которому были бы даны на мгновение все силы природы и взаимное положение всех масс и который был бы достаточно силен для того, чтобы подвергнуть эти данные анализу, мог бы в одной формуле представить движения величайших масс и мельчайших атомов; ничего не было бы для него неизвестного, его взорам было бы открыто и прошедшее и будущее". Лаплас разумел при этом, как это можно доказать, и атомы мозга ... В целом идеал Лапласа едва ли чужд огромному большинству современных естествоиспытателей..." . Эту лапласовскую редукционистскую логику, основанную на тезисе – все состоит из атомов, атомы подчиняются физическим законам, следовательно, все должно подчиняться физическим законам (для Лапласа – законам динамики и тяготения Ньютона), в ХХ в. на основе законов квантовой механики почти слово в слово воспроизводят Э.Шредингер и многие другие видные физики: "Если квантовая теория способна дать полное описание всего, что может произойти во вселенной, то она должна иметь возможность описать также сам процесс наблюдения через волновые функции измерительной аппаратуры и исследуемой системы. Кроме того, в принципе, квантовая теория должна описать и самого исследователя, наблюдающего явления при помощи соответствующей аппаратуры и изучающего результаты эксперимента... через волновые функции различных атомов, составляющих этого исследователя " . Эта же логика применима и в отношении операций приготовления: все приборы, инструменты и исходные материалы, а также манипулирующий ими человек, состоят из атомов, которые взаимодействуют между собой (все со всем связано), поэтому не бывает замкнутых систем и неоткуда взяться чистым состояниям отдельных микрочастиц, описываемых волновыми функциями.

Итак, в механицизме «вторая» природа растворяется в «первой» и забывается принципиальная разница между техническими операциями, связанными с деятельностью человека и естественными явлениями природы. Лапласовская натурфилософия, которая, по сути, превращала измерение (и приготовление) в явление, разрушая структуру эксперимента (1), не имела серьезных последствий для физики того времени, где по-прежнему царствовала структура (1), и никто всерьез не рассматривал вопрос об описании с помощью уравнений Ньютона операцию измерения длины стержня.

Иная ситуация возникла в квантовой механике XX в. Здесь И. Шредингер (в "кошке Шредингера") и многие другие физики, повторив рассуждение Лапласа (с точностью до замены механики Ньютона на квантовую механику), породили «проблему измерения в квантовой механике» и связанную с этим проблему «редукции (коллапса) волновой функции».

4. Критика постановки проблемы как ключ к ее решению

Все проблемы и парадоксы квантовой механики, включая "редукцию волновой функции", основываются на этой механицистской натурфилософии. Поэтому если ее убрать, то парадоксы рассыпаются, а проблема "редукции волновой функции" превращается в произвольное утверждение. Действительно, физическая суть "теории квантовых измерений" И. фон Неймана состоит в теоретическом рассмотрении составных систем, полученных путем последовательного "откалывания" от прибора частей, и включение их в исследуемую систему, т.е. в центральную часть (сх. 1), что приводит к усложнению теоретической части за счет включения в нее элементов измерительной части . Но эта процедура не приводит к принципиальным трудностям и описывается обычной квантовой механикой. "Редукция волновой функции" приписывается руками как ad hoc гипотеза в конце, на основании лишь механицистской натурфилософии . Если последний аргумент посчитать неосновательным, то сразу становится видна граница между "первой" природой – явлением, и "второй" природой – операциями сравнения с эталоном.

Сравнение с эталоном является операцией, актом деятельности людей, а не естественным природным явлением (в обсуждаемом выше В. Гинзбургом эксперименте можно включить в систему взаимодействие квантовой частицы с атомом фотопластинки, но фиксация положения этого атома фотопластинки производится каким-то прибором типа микрометра, и эта фиксация является операцией, которая не может рассматриваться как естественное явление ). Аналогичным качеством обладают и процедуры приготовления. Это свойство крайних «операциональных» элементов в структурной формуле (1) можно назвать «нетеоретичностью» (но не в позитвистском смысле чистого «эмпирического факта», а в смысле принадлежности техническим операциям). То есть в физике граница проходит между теоретическим описанием и операциями , а не между "наблюдаемым" и "ненаблюдаемым" (электрон – ненаблюдаем, но "приготовляем", его параметры ненаблюдаемы, но измеряемы), и не между микромиром и "классическим языком" (Бор) . Эту принципиальную границу фиксирует и Фон Нейман. Но он ее фиксирует как границу между "наблюдаемым" и "наблюдателем" , интерпретируя их в духе позитивизма Э.Маха: "опыт может приводить только к утверждениям этого типа - наблюдатель испытал определенное (субъективное) восприятие, но никогда не к утверждениям таким, как: некоторая физическая величина имеет определенное значение» . Я же утверждаю обратное: измеримая «физическая величина» имеет объективное «определенное значение», а «наблюдатель» может быть заменен автоматом. Итак, измерение (как и приготовление) является технической операцией, а не явлением , откуда следует отсутствие "явления" "редукции волновой функции", т.е. берущееся многими физиками в качестве очевидного "утверждени 1", которое не только не очевидно, но и ложно . В квантовой механике, как и в других разделах физики, измерения проявляют, а не изменяют состояния .

Что касается введенного И. фон Нейманом и П.Дираком проекционного оператора, действующего на волновые функции, то его место можно проиллюстрировать на примере "экрана со щелью". Согласно структуре (1), экран со щелью может выполнять различные функции, в зависимости от своего положения в этой структуре. В области приготовления он будет выполнять роль фильтра, приготавливающего исходное состояние. Он может быть и элементом измерительного прибора. Но в обоих этих случаях он включен в технические операции и находится вне области применимости языка волновых функций, который применим лишь к описанию явлений в центральной части (1) и предназначен только для описания "первой" природы. Только находясь внутри исследуемой системы, в рамках ее описания экран со щелью будет (в квазиклассическом приближении) описываться проекционным оператором.

Неверно и "утверждение 2". В качестве основного аргумента в его пользу приводится высказанный еще фон Нейманом тезис о том, что если систему подвергнуть двум непосредственно следующим друг за другом измерениям ("неразрушающим", "1-го рода" по Паули), то результат второго измерения совпадет с результатом первого. Он ссылался при этом на опыт Комптона–Симонса по столкновению фотонов и электронов. С тех пор его принято рассматривать как известный экспериментальный факт, подтверждающий "утверждение 2" . Но правильна ли подобная интерпретация этого опыта? Корректная постановка задачи о повторном взаимодействии в рамках стандартной квантовой механики, опирающейся на уравнение Шредингера, рассмотрена Л. Шиффом как задача о вычислении распределения вероятностей возбуждения двух атомов в камере Вильсона пролетающей быстрой квантовой частицей (электроном) . Другими словами, экспериментальные результаты, обычно приводимые в подтверждение тезиса фон Неймана и "утверждения 2" , корректно описываются в рамках стандартной квантовой механики, как задача об изменении состоянии частицы в ходе двух повторных взаимодействий. Поэтому "утверждение 2" и основанное на нем "утверждение 3" являются также необоснованными.

Таким образом, экспериментальные результаты, обычно приводимые в подтверждение утверждений фон Неймана, можно описать в рамках стандартной квантовой механики без этого утверждения. "На сегодняшний день, – по словам Д.Н. Клышко, – по-видимому, все известные эксперименты количественно описываются стандартными алгоритмами квантовой теории и постулатом Борна . Снова и снова подтверждается лишь адекватность квантового формализма (при правильном выборе модели) и постулата Борна. Примечательно, что проекционный постулат фон Неймана–Дирака (в отличие от постулата Борна), по-видимому, никогда не используется при количественном описании реальных экспериментов. Он, как и понятие частичной редукции, фигурирует лишь в общих качественных натурфилософских рассуждениях. По крайней мере, на сегодня авторам неизвестно экспериментальных результатов, которые было бы нельзя подобным образом теоретически описать… Таким образом, мы приходим к выводу, что “проблема редукции волновой функции” является лишь некоторой гипотезой (или постулатом), предложенной Дираком и фон Нейманом (1932 г.) и представляет собой типичный пример "порочного круга": сперва принимается на веру, что волновая функция по неизвестной причине уничтожается вне области регистрации (для измерения типа определения положения частицы), а потом это принимается за закон природы, согласно известному англоязычному выражению – “adopted by repetition”" . Часто редукцию представляют как “реальное” событие . В ряде учебников и монографий редукция объявляется одним из основных постулатов квантовой механики, как это делается, например, в (но при этом на стр. 294 делается следующее знаменательное примечание: "...при проведении тщательного различия между процедурой приготовления и процедурой измерения проективный постулат не нужен"). Однако, проекционный постулат фон Неймана–Дирака фактически не нужен и никогда не используется для количественного описания реально наблюдаемых эффектов . Поэтому не удивительно, что в ряде работ понятие редукции, его необходимость подвергается сомнению (см. ). Например, согласно , "...проекционное правило фон Неймана следует рассматривать как чисто математическое и ему не следует придавать никакого физического смысла".

Итак, приводимые в "теорфизическом" формализме постулаты Борна (см. начало этой статьи) дают все, что надо для сравнения теории и эксперимента. Это основные постулаты квантовой механики, согласующиеся со всеми известными экспериментами. Понятие же "редукции волновой функции" в момент измерения выглядит излишним. Более того, описание квантовых корреляционных эффектов в терминах редукции и связанная с этим терминология (нелокальность, телепортация (их обсуждение см. в )) ведет к псевдопарадоксам типа сверхсветового телеграфа. Главной логической ошибкой, приводящей к "проблеме редукции волновой функции" (и "парадоксов" "кота Шредитнгера" и др.), является игнорирование гетерогенности структуры физики (1), из которой следует, что измерение (и приготовление) – это не явление природы, а операция, связанная с человеческой техникой, которая может то, что не может природа . И это имеет место в физике, начиная с теории падения тела у Г.Галилея, а не только в квантовой механике.

Полнота квантовой механики состоит не в теоретическом квантовомеханическом описании всех операций измерения (и приготовления), а, также как и в других разделах физики, в формулировке непротиворечивых оснований квантовой механики, включающих операции измерения (и приготовления). В этом смысле "новая" квантовая механика, созданная в 1925-1927 гг., полна (это демонстрирует "теорфизическая" формулировка оснований). Именно поэтому после 1925-1927 гг. квантовая механика успешно развивается как нормальная наука, опирающаяся на "теорфизическую" формулировку квантовой механики, и большинство физиков мало обеспокоено проблемой "редукции волновой функции", зачастую даже не зная о ней вовсе.

Литература

1. Барвинский А.О., Каменщик А.Ю., Пономарев В.Н. Фундаментальные проблемы интерпретации квантовой механики. Современный подход. М.: МГПИ, 1988.

2. Бом Д. Квантовая теория. М.: Наука, 1965.

3. Бор Н. Избранные научные труды. М.: Наука, т.1, 1970. -582 с.; т.2, 1971.

4. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое . (М.: Наука,1989)

5. Григорьян А.Т., Зубов В.П. Очерки развития основных понятий механики. М.: Наука, 1962.

6. Клышко Д.Н., Липкин А.И. "О "коллапсе волновой функции", "квантовой теории измерений" и "непонимаемости" квантовой механики". Электронный журнал "Исследовано в России", 53, стр 736-785, 2000 г.

7. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика в 10 т. М.: Наука, 1965–1987.

8. Лаплас, П. С. Опыт философии теории вероятностей: Попул. излож. основ теории вероятностей и ее прил. М. : Типо-лит. Кушнерев, 1908.

9. Липкин А.И. Основания современного естествознания. Модельный взгляд на физику, синергетику, химию. М.: "Вузовская книга", 2001.

10. Липкин А.И. Существует ли явление "редукции волновой функции" при измерении в квантовой механике? // Успехи физических наук, т.171, N4, 2001, с. 437-444.

11. Липкин А.И. Квантовая механика как раздел теоретической физики. Формулировка системы исходных понятий и постулатов // Актуальные вопросы современного естествознания. 2005, вып.3, с. 31-43.

12. Липкин А.И. Объектная теоретико-операциональная модель структуры научного знания // Философия науки (под ред. А.И. Липкина). М.: ЭКСМО, 2007.

13. Липкин А.И. Философские проблемы квантовой механики // Философия науки (под ред. А.И. Липкина). М.: ЭКСМО, 2007.

14. Мах Э.. Популярно-научные очерки. СПб.: Образование, 1909.

15. Менский М.Б. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов // Успехи физических наук, 2000, т.170, вып. 6, с. 631-648.

16. Менский М.Б. Квантовая механика, сознание и мост между двумя культурами // Вопросы философии, 2004, № 6, 64–74.

17. Менский М.Б. Концепция сознания в контексте квантовой механики // Успехи физических наук. 2005. Т. 175. № 4. С. 413-435.

18. Нейман фон И . Математические основы квантовой механики. М.: Наука, 1964.

19. Пенроуз Р. Тени разума в поисках науки о сознании. Москва; Ижевск: Ин-т компьютер. исслед., 2005.

20. Поппер К. Квантовая теория и раскол в физике. Из "Постскриптума" к "Логике научного открытия" (пер. С англ., комм., и послесл. А.А.Печенкина) М.: Логос, 1998.

21. Садбери А. Квантовая механика и физика элементарных частиц (М.: Мир,1989).

22. Фок В.А. Критика взглядов Бора на квантовую механику // Успехи физических наук, 1951, XLV. 1, с. 3–14.

23. Шифф Л . Квантовая механика (М.: ИЛ, 1959) .

24. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. Тт. 1-4. М., Наука, 1965-1967.

25. Ballentine L E Int. J. Theor. Phys. 27 , 211 (1988)

26. Braginsky V B, Khalili F Y Quantum Measurement (Cambridge Univ.Press, 1992)

27. Compton A. H., Simon A.W. Directed Quanta of Scattered X-rays // Phys.Rev., 1925, v. 26, p. 289–299.

28. Home D, Whitaker M A B Interpretations of Quantum Measurement without the Collapse Postulate // Phys. Lett. 1988, v. A 128, p. 1-3.

29. Margenau H. Measurement in Quantum Mechanics // Annals of Physics (N.Y.), 1963, v. 23, p. 469-485.

30. Namiki M, Pascazio S, in Fundamental Problems in Quantum Theory // Phys. Rev. 1993, v. A 44, p. 39-48.

31. Quantum mechanics without reduction (Eds. M Sini, J Levy-Leblond) (Bristol: Hilger, 1990).

32. Quantum Theory and Measurement (Eds JAWheeler, W H Zurek) (Princeton: Princeton University Press, 1983) p. 168

33. Wigner E.P. The Problem of Measurement // Amer. J. of Physics, 1963, v. 31, p. 6-15.

Эта формулировка основана на более общем "объектном теоретико-операциональном" взгляде на физику, являющимся результатом анализа двух фундаментальных научных революций – XVII в. и границы XIX–XX вв. (на отрезке от создания максвелловской электродинамики до формулировки "новой" квантовой механики) . В ходе последней физика разбивается на отдельные разделы, каждый из которых имеет четкие основания (в виде системы принципов-постулатов), в которые входит определение основных ("первичных ") идеальных объектов (ПИО ) данного раздела физики (типа механической частицы в классической механике и электромагнитного поля в электродинамике), из которых строятся "вторичные" идеальные объекты (ВИО) – модели различных явлений (подобно тому, как в геометрии из точек и прямых строятся различные фигуры). При этом формирование ПИО и оснований раздела физики идет не по эмпирическо-реалистической схеме Фр. Бэкона (от эмпирических фактов к эмпирическим обобщениям (закономерностям), а затем к общим теоретическим законам), которая была раскритикована еще в XVIII в. Д.Юмом и И.Кантом, а в XX в. – К. Поппером (с которым был солидарен А. Эйнштейн), а по рационалистически-конструктивистской схеме Г.Галилея: от теоретического определения понятия к его материализации с помощью обсуждаемых ниже операций приготовления и измерения (вакуум у Галилея – это то, где тело падает равномерноускоренно, инерциальная система отсчета у Ньютона – это то, где выполняются законы Ньютона, и т.д. и далее дается способ их реализации в эмпирическом материале). То есть ПИО первичны, а их эмпирическая материализация – приближение. Для ВИО – наоборот: они служат приближенной моделью для описываемого ими природного явления. В центре этой, сформировавшейся к началу XX в. формы представления физического знания, содержащегося в курсах теоретической физики ( и др.), оказывается физический объект (система) и его состояния, а не законы, которые выступают в качестве одной из сторон объекта (ПИО).

Значения же этих величин в отдельном акте измерения сопоставить с состоянием системы нельзя ни до, ни после этого акта измерения (если оно не приготовлено в особом “собственном” состоянии).

Она представлена в мире сегодня такими видными учеными, как Е. Вигнер и Р. Пенроуз , а у нас в стране М.Б. Менским и др.

Данная работа продолжает критический анализ подобных утверждений, начатый в .

Сделал я одно измерение и попал в одну "проекцию", сделал другое – в другую. А как быть, если я не один на Земле этим занимаюсь? Ответ на этот вопрос в выглядит так: "В любом эвереттовском мире все наблюдатели видят одно и то же, их наблюдения согласованы друг с другом". То есть оказывается, что сознание одно на всех (епископ Беркли в аналогичном месте вводил Бога как универсального наблюдателя), хотя ранее говорилось, что "индивидуальное сознание субъективно осуществляет выбор (селекцию)". На каком же основании делается столь сильное утверждение? На основании того, что иначе все развалится (не будет "линейности квантовой эволюции") и автор не видит другого пути, как призвать всемогущее сознание. Т.е. один из центральных для "многомировой интерпретации" вопрос (его ахиллесова пята) – преодоление "шизометрии" при наличии многих наблюдателей – не решается.

С чем приятнее жить: с простым сознанием вероятностного поведения квантовых объектов и операциональным характером измерения (о чем говорится ниже) или с сознанием "шизометрии" бесконечно расщепляющихся существований для "объяснения" этого вероятностного поведения квантовых объектов, наверное, – дело вкуса, но никакой логической стройности последняя ни к чему не добавляет, что подтверждает ее изложение в , кишащее многочисленными "есть основания думать", "если принять эту гипотезу", "достаточно правдоподобной представляется", "если отождествить", и т.п., которые скрывают множество произвольных ad hoc гипотез. Принципиальная непроверяемость ("многомировая интерпретация не может быть проверена экспериментально" ) данной конструкции говорит о ее чисто натурфилософском характере. Нет и связи многомировой интерпретации с "квантовой криптографией" и "квантовым компьютером", которые используют свойства (идеи) не многомировой интерпретации, а "перепутанных" состояний, введенных в знаменитом мысленном эксперименте Эйнштейна, Подольского, Розена, который в рамках "теорфизического" подхода был рассмотрен в .

Это напоминает сценический прием "Бога из машины" в пьесах XVII-XVIII вв. (для того, чтобы получить благополучный конец в пьесе, в конце действия на сценической машине спускается античный бог и все расставляет на нужные места).

Подобное членение можно найти и у Гейзенберга , а также у Г. Маргенау , но там оно трактуется по-другому.

Наряду с такой "квантовой теорией измерения", существует теория измерений, которая, как и в классической физике, занимается вопросами отличия идеального измерения, фигурирующего в физической теории (и схеме (1)) от реального, выполненного в данной материальной реализации на основе имеющихся материалов и приборов.

К этому следует добавить, что так называемая "проблема квантовых измерений" часто рассматривается как смесь двух явлений: 1) взаимодействия квантовой частицы (системы) с квазиклассической системой или с квантовой статистической системой, которая описывается матрицей плотности, а не волновой функцией, и 2) собственно "редукции волновой функции". Но первая не представляет каких-либо принципиальных проблем.

Именно эта имеющая логически необходимый статус граница скрывается за утверждением Бора, что «экспериментальная установка и результаты наблюдений должны описываться однозначным образом на языке классической физики», «должны производиться на обычном языке, дополненном терминологией классической физики» . Но боровская форма их выявления неадекватна. Его обоснование необходимости «классичности» приборов опирается на утверждение, что иначе нельзя бы было «рассказать, что мы сделали и что узнали в итоге»». Но что такое «обычный язык» и «классическая физика»? И язык и физика развиваются. Новые понятия возникают вместе с новыми разделами физики. Так в конце XIX в. «неклассическим» и непонятным понятием было электромагнитное поле. Язык позволяет формулировать и новые "неклассические" понятия.

"Однако в любом случае, сколь далеко ни продолжали бы мы вычисления - до ртутного сосуда термометра, до его шкалы, до сетчатки или до клеток мозга, - в некоторый момент мы должны будем сказать: а это воспринимается наблюдателем. Это значит, что мы всегда должны делить мир на две части - наблюдаемую систему и наблюдателя . В первой из них мы можем, по крайней мере принципиально, сколь угодно подробно исследовать все физические процессы; в последней это бессмысленно. Положение границы между ними в высокой степени произвольно … Однако это обстоятельство ничего не меняет в том, что при каждом способе описания эта граница должна быть где-нибудь проведена , если только все не проходит впустую, т. е. если сравнение с опытом должно быть возможным" (курсив мой. – А.Л. ) .

Поэтому нет в квантовой механике "странного дуализма", состоящего в "предположении наличия двух типов изменений вектора состояний", о котором говорил Вигнер .

Результат дает заметную вероятность только в случае, если направление движения частицы почти параллельно как линии, соединяющей атомы, так и направлению конечного импульса рассеянной частицы. Т.е. взаимодействие движущейся частицы высокой энергии с другой частицей (которая может использоваться как «пробное тело» в косвенном измерении) в случае малой передачи энергии слабо изменяет состояние этой частицы. Естественным развитием рассмотрения пары последовательных измерений являются рассматриваемые в "непрерывные измерения" типа следа в камере Вильсона.

Включая современные реальные экспериментальные реализации мысленного эксперимента Эйнштейна, Подольского, Розена (ЭПР) и "телепортации" состояний фотона (см. ).

То же можно сказать и о применении в "квантовой теории измерений" концепции декогеренции , действительной областью применения которой являютсязадачи по взаимодействию квантовой системы с термостатом и систем состоящих из большого числа атомов (мезосистем) .

"Информация, положенная в основу Ииссиидиологии, призвана в корне изменить всё ваше нынешнее видение мира, который вместе со всем, что в нём находится, - от минералов, растений, животных и человека до далёких Звёзд и Галактик - в действительности представляет собой невообразимо сложную и чрезвычайно динамичную Иллюзию, не более реальную, чем ваш сегодняшний сон".

1. Введение

1. Введение

По современным представлениям, в основе всех объектов классической реальности лежит квантовое поле. Они возникли из имевшихся ранее представлений о классическом поле Фарадея-Максвелла и выкристаллизовались в процессе создания специальной теории относительности. При этом поле пришлось считать не формой движения какой-либо среды (эфира), а специфической формой материи с весьма непривычными свойствами. По прежним представлениям считалось, что классическое поле, в отличие от частиц, непрерывно излучается и поглощается зарядами, не локализуется в конкретных точках пространства-времени, но может распространяться в нём, передавая сигнал (взаимодействие) от одной частицы к другой с конечной скоростью, не превосходящей скорости света.Представлялось, что физические свойства системы существуют сами по себе, что они объективны и не зависят от измерения. Измерение одной системы не влияет на результат измерения другой системы. Этот период в истории науки принято называть периодом локального реализма.

Возникновение в начале 20-го века квантовых идей в умах ученых привело к пересмотру классических представлений о непрерывности механизма излучения и поглощения света, и к выводу о том, что эти процессы происходят дискретно - путём излучения и поглощения квантов электромагнитного поля - фотонов, что подтвердилось результатами экспериментов с абсолютно черным телом.

Вскоре было установлено, что каждой отдельной элементарной частице следует соотнести локальное поле, соответствующее вероятности обнаружения любого из её конкретных состояний. Таким образом, в квантовой механике параметры каждой материальной частицы описывались определённой вероятностью. Впервые эту вероятность обобщил П. Дирак (Р. Dirac) для случая с электроном, описав его волновую функцию.

Последние интерпретации квантовой механики шагнули намного дальше всего этого. Классическая реальность возникает из квантовой при наличии обмена информацией между объектами. Когда информации о таком взаимодействии между участниками становится достаточно много, появляется возможность говорить об элементах классической реальности и различать компоненты суперпозиции друг от друга. Для «создания» классической реальности, информации о взаимодействии всех возможных участников, достаточно, чтобы различить компоненты суперпозиции между собой.

Всё это наводит меня на ряд вопросов, до сих пор не имеющих научного обоснования. Они сводятся к двум основным вопросам. Откуда в квантовой реальности возникают наблюдатели, обмен информацией между которыми инициирует появление классической реальности при декогеренции? Каковы их свойства и особенности? Именно в этом ракурсе я вижу дальнейшую смысловую линию своих рассуждений. Это позволит значительно расширить существующие теоретические модели квантовой механики и ответить на множество нерешённых проблем современной физики.

2. Роль наблюдателя в квантовой физике

Более детально поговорим о свойствах квантового мира. Одним из самых удивительных исследований в истории физики является двущелевой эксперимент с интерференцией электронов. Суть эксперимента заключается в том, что источник излучает пучок электронов на светочувствительный экран. На пути этих электронов есть препятствие в виде медной пластины с двумя щелями.

Какую картинку можно ожидать увидеть на экране, если электроны обычно представляются нам небольшими заряженными шариками? Две полосы напротив прорезей в пластине. Но на самом деле, на экране появляется узор из чередующихся белых и черных полос. Это связано с тем, что при прохождении через щель электроны начинают вести себя не только как частицы, но и как волны (так же ведут себя фотоны или другие легкие частицы, которые могут быть волной в то же время).

Эти волны взаимодействуют в пространстве, сталкиваясь и усиливая друг друга, и в результате сложный интерференционный рисунок из чередующихся светлых и темных полос отображается на экране. В то же время результат этого эксперимента не изменяется, даже если электроны проходят поодиночке — даже одна частица может быть волной и проходить одновременно через две щели. Этот принцип является основополагающим во всех интерпретациях квантовой механики, когда частицы могут одновременно демонстрировать свои «обычные» физические свойства и экзотические свойства как волна.

Но как насчет наблюдателя? Именно он делает эту запутанную историю еще более запутанной. Когда физики во время подобных экспериментов попытались определить с помощью инструментов, через какую щель фактически проходит электрон, картинка на экране резко изменилась и стала «классической»: с двумя освещенными полосами строго напротив щелей.

Эксперименты по интерференции частиц проводились не только с электронами, но и другими, гораздо более крупными объектами. Например, использовались фуллерены, большие замкнутые молекулы, состоящие из нескольких десятков атомов углерода. В 1999 году группа ученых из Венского университета под руководством профессора Цайлингера пыталась включить элемент наблюдения в эти эксперименты. Чтобы сделать это, они облучали движущиеся молекулы фуллеренов лазерными лучами. Затем, нагретые внешним источником, молекулы начинали светиться и неизбежно обнаруживать свое присутствие для наблюдателя.

До начала такого наблюдения фуллерены довольно успешно избегали препятствия (проявляя волновые свойства), аналогично предыдущему примеру с электронами, попадающими на экран. Но с присутствием наблюдателя фуллерены стали вести себя как совершенно законопослушные физические частицы, то есть проявляли корпускулярные свойства.

Соответственно, если бы кто-то окружил установку Цайлингера совершенными детекторами фотонов, то он, в принципе, мог бы установить, на какой из щелей дифракционной решетки рассеялся фуллерен. Хотя никаких детекторов вокруг установки не было, их роль оказалась способна выполнять окружающая среда. В ней и записывалась информация о траектории и состоянии молекулы фуллерена. Таким образом, принципиально не важно, через что идет обмен информацией: через специально поставленный детектор, окружающую среду или человека. Для разрушения когерентности и исчезновения интерференционной картины, при наличии информации, через какую из щелей прошла частица, не имеет значения, кто ее получит. Если вся эта система форм, включая атомы и молекулы, активно участвует в информационном обмене, я не вижу принципиальной разницы между ними и сознанием человека в качестве наблюдателя.

Недавние эксперименты профессора Шваба из США вносят весьма ценный вклад в эту область. Квантовые эффекты в этих экспериментах были продемонстрированы не на уровне электронов или молекул фуллеренов (примерный диаметр которых составляет 1 нм), а на более крупных объектах - крошечной алюминиевой ленте. Эта лента была зафиксирована с обеих сторон так, чтобы ее середина находилась в подвешенном состоянии и могла вибрировать под внешним воздействием. Кроме того, рядом было помещено устройство, способное точно записывать положение ленты. В результате эксперимента обнаружилось несколько интересных моментов. Во-первых, любое измерение, связанное с положением объекта, и наблюдение за лентой влияло на нее - после каждого измерения положение ленты изменялось.

Во-вторых, некоторые измерения привели к охлаждению ленты. Наверняка может быть несколько разных объяснений этим эффектам, но пока учёные предполагают, что именно наблюдатель может влиять на физические характеристики объектов одним своим присутствием. Невероятно! Но результаты следующего эксперимента ещё более не вероятны.

Квантовый эффект Зенона — метрологический парадокс квантовой физики, заключающийся в том, что время распада метастабильного квантового состояния некоторой системы прямо зависит от частоты измерения её состояния, был экспериментально подтвержден в конце 1989 года Дэвидом Вайнлендом и его группой в Национальном институте стандартов и технологий (Боулдер, США). Метастабильные состояния в квантовых системах — состояние с временем жизни, много большим характерного времени жизни возбуждённых состояний атомной системы. Оказывается, вероятность распада метастабильной квантовой системы может зависеть от частоты измерений ее состояния и в предельном случае нестабильная частица, в условиях более частого наблюдения за ней, никогда не будет распадаться. При этом вероятность может как уменьшаться (так называемый прямой эффект Зенона), так и увеличиваться (обратный эффект Зенона). Эти два эффекта не исчерпывают всех возможных вариантов поведения квантовой системы. Особым образом подобранная череда наблюдений способна приводить к тому, что вероятность распада ведет себя как расходящийся ряд, то есть фактически не определена.

Что же кроется за этим загадочным процессом наблюдения? Всё больше людей подходят к осознанию того, что в основе наблюдаемой реальности лежит нелокализованная и непостижимая квантовая реальность, которая становится локализованной и «видимой» в ходе обмена информацией между всеми её наблюдателями. Каждый наблюдатель квантовой реальности начиная от атома, продолжая человеком и заканчивая скоплением галактик, вносит свой вклад в её локальную декогеренцию. Тот факт, что материя может наблюдать сама за собой, что было продемонстрировано опытом Цайлингером, и изменять при этом физические параметры реальности, что было показано в опытах Шваба, наводит меня на мысль о том, что каждый объект окружающей действительности наделён сознанием. За процессом наблюдения кроется ничто иное - как сознание. Все материальные объекты, в том числе атомы и фотоны, обладают сознанием. Это является отправной точкой моих дальнейших рассуждений, которые подтверждаются и глубже обосновываются в ииссиидиологии. Приглашаю вас проанализировать их в следующей главе.

3. Квантовый эффект Сознания

Далее я провожу упрощённую проекцию перечисленных выше квантовых свойств на наше понимание классического мира. Представьте себе бесконечное электромагнитное поле, распространяющееся во всех направлениях от источника излучения. Вспомните, что где-то в лаборатории учёные поставили на пути этого излучения пластину с двумя щелями. Как только они подносят к пластине измерительный прибор, волна локально превращается в поток отдельных частиц. Когда прибор убирают, поток отдельных частиц вновь сливается в излучение и на экране опять можно наблюдать интерференционную картину. Тот же эффект наблюдается при экстремальном охлаждении некоторых атомов вещества (происходит нивелирование теплового - электромагнитного взаимодействия между ним) при образовании конденсата Бозе-Эйнштейна - группа атомов сливается воедино и теряется возможность говорить о каждом из них по отдельности. В первом случае система не конкретизирована и проявляет волновые свойства, во втором случае приобретает эффект корпускулярного проявления в соответствии с информацией, которая нас начинает конкретно интересовать. Справедливости ради следует отметить, что всё это весьма упрощённая схема с точки зрения современной квантовой физики, ведь электромагнитная волна сама по себе является материальным объектом, в каком бы виде она ни выражалась - частицы или волны.

Вышеприведенный рисунок демонстрирует разнокачественное отражение реальности: состояние1-состояние-2-состояние-3. Наше собственное сознание и система восприятия является типичным наблюдателем с весьма ограниченными возможностями восприятия, что отражается на нашем наборе представлений о себе и об окружающем мире. В отличие от сверхточных измерительных приборов, работающих на сверхпроводниках, к примеру, скорость нашего наблюдения за объектами окружающей действительности сильно ограничена возможностями биоэлектрической динамики нейронных цепочек. Информации, получаемой нашими органами восприятия о том, что происходит на щелях медной пластины, явно недостаточно для локального подавления эффекта интерференции фотонов, что создаёт перед нами физически реальную иллюзию интерференционной картины. Для наблюдателя другого типа, например птицы, интерференция может отсутствовать в данной точке пространства, что даёт мне повод называть её иллюзией, которая физически реальна только для локального наблюдателя.

Увеличивая информативность когнитивного процесса, мы буквально расширяем познаваемые границы своей физической реальности. Одной из сравнительных характеристик его информационной насыщенности может являться частота наблюдения. Например, чувствительность нашего визуального наблюдения за системой без детектора получается значительно ниже, и мы получаем крайне мало информации для анализа. С другой стороны, более энергетически насыщенные (высокочастотные) излучения проявляют себя по-другому в системе нашего восприятия (или вообще не проявляют), более активно взаимодействуя с окружающей средой. Если обобщить приведенные выше факты, то получается, что материя может представляться производной Информации. Для отдельно взятых наблюдателей, ограниченных разным кругом информационного взаимодействия, одна и тоже материя (волновая функция электрона) может иметь как плотноматериальное, так и транспарентное (не материальное) выражение.

4. Информационная концепция Сознания

Как уже было сказано, классический мир возникает в результате обмена информацией между всеми участниками квантовой реальности. Какова природа этих участников? Существует теория, согласно которой в основе всего лежат разнокачественные фокусы (кванты) информации. В ключе дальнейших рассуждений по моей теме считаю уместным подробнее остановиться на некоторых идеях этой концепции, более глубоко узнать о которых лучше из первоисточника.

Итак, эффект осознания нами самих себя в окружающем мире основан на последовательности наших перепроецирований между конкретными состояниями - фокусами интереса. Это сопровождается утратой сознания в предыдущем конкретном мире и мгновенным осознанием себя частью следующего физического мира, отличающегося от предыдущего на один условный квант информации. При этом изменяются пространственное, энергетическое, термодинамическое и другие соотношения параметров внутри системы классических объектов.

Что заставляет нас непрерывно изменять своё состояние? Все Фокусы информации несут в себе внутреннюю тензорность - напряжение, которое стремится к аннигиляции за счёт обмена избыточными потенциалами. По аналогии с физикой нестабильного атомного ядра у каждого фокуса существует своего рода период "полураспада", в котором идёт расход энергии, необходимой для аннигиляции качественной разности информации. Энергия получается из разности потенциалов между фокусами информации и расходуется на её уравновешивание.

Чем определяется "размер" кванта информации? Процесс наблюдения, который, как было отмечено, происходит за счёт непрерывного перепроецирования между отдельными фокусами (квантами) информации, в ииссиидиологии отождествляется с синтезом разнокачественной информации в новое качественное состояние, совмещающее признаки предыдущих. Каждый акт синтеза выражается расходом энергии, необходимой для резонационного схлопывания качественной разности между информацией. Чем большим объемом энергии манипулирует наблюдатель, тем больше разнокачественной информации синтезировано в каждом следующем фокусе его наблюдения. Этот принцип хорошо демонстрируется на примере увеличения энергоёмкости процессов, протекающих в химических и ядерных реакциях при аннигиляции. Степень синтезированности определяет размер кванта информации, наблюдаемый фокусом самосознания. Каждое мгновение она необратимо растёт и только растёт, но с разной интенсивностью.

Как соотносятся между собой наблюдатели разного "размера"? Наиболее универсальным квантом (фокусом) информации является фотон, имеющий максимальную уравновешенность (минимальный потенциал напряжения) относительно данной локальной группы участников квантовой реальности. Это косвенно отвечает на вопрос: почему фотон всегда существует на скорости света и не имеет массы покоя. Он не обременён энергией диссонанса по отношению к окружающему миру. Фотон является как бы "универсальной валютой" информационного взаимодействия. Так продолжалось бы бесконечно, если бы мы, по мере уравновешивания тензорной (декогерентной) части своих фокусов в процессе обмена информацией, сами не становились более универсальными в возможностях разнокачественных взаимодействий. Чем больше разнокачественной информации становится синтезировано в каждом нашем фокусе наблюдения, тем более широкий спектр качественной совместимости открывается для нашего взаимодействия. Неизбежно наступает такой момент, когда роль "универсальной валюты" начинают играть ещё более универсальные частицы, открывая возможности для более интенсивных информационных взаимодействий с прежде неизвестными нам фокусами самосознаний. Это сразу же отражается в радикальном изменении всех физических констант и свойств пространства-времени.

Иногда, для удобства изложения, автор ииссиидиологии характеризует динамику разно синтезированных наблюдателей (фокусов) как разно частотную. Существует множество разноуровневых фокусов информации, которые взаимодействуют между собой в других режимах проявления. Мы не успеваем ежемгновенно сложить о таких объектах целостное впечатление, то есть различить их среди других участников суперпозиции. Когнитивный процесс таких наблюдателей ежемнговенно оперирует значительно большим объемом информации, чем мы, и осуществляется на базе других переносчиков информации. Поэтому они как бы выпадают из нашей реальности как объекты наблюдения. Например, для нашего восприятия остаются доступными только атомно-молекулярные «оболочки» звёзд и планет, в отличие от их внутренней сути (сознания). То есть, согласно ииссиидиологии, любое явление в космосе обладает сознанием на разном уровне, начиная от атомов, продолжая человеком, заканчивая звёздами и галактиками. Мы не способны взаимодействовать с сознанием планеты из-за слишком разного объёма энергоинформационных взаимосвязей, которые структурируют каждый такт наших взаимоотношений с окружающей реальностью.

Фотоны обеспечивают обмен информацией в диапазоне существования, который мы привыкли называть "наша 3х-мерная вселенная". Внутри него существуют как "обычный" тип фотона, так и переходные к внешним и внутренним "границами" электромагнитного спектра - эрнилгманентный и фразулертный, что ещё предстоит экспериментально определить. За пределами электромагнитного спектра, в бесконечно коротких и бесконечно длинных волнах, фотон сменяется переносчиками информации других порядков, порождая для своих наблюдателей то, что мы бы назвали соответственно 2х-мерная и 4х-мерная вселенные со своими частотными "границами". Эта градация продолжается далее до бесконечности. Вся эта бесконечность фокусов информации сливается для нас в неразличимость "космической" суперпозиции некой, не поддающейся никакому описанию, энерго-плазмы.

Краткая таблица соответствия физических понятий в ииссиидиологии:

Наблюдатель - Фокус Самосознания

Квант - информационная дельта между двумя условно взятыми фокусами самосознания, обычно между текущим и последующим.

Энергия - эквивалент действия, необходимого для аннигиляции информационной дельты между двумя условно взятыми фокусами самосознания, - для их синтеза.

Синтез - резонационное схлопывание разнокачественных фокусов информации по отдельным признакам в новое качественное состояние.

Частота - информационная ёмкость, синтезированность кванта информации.

5. Заключение

В своей работе я прежде всего постарался показать, что представления об объективной, квантово-механической природе мироздания, в которой все существует автономно, безынициативно, единообразно, замкнуто по отношению ко всему остальному, могут уйти в прошлое уже совсем скоро. В связи с этим, такие основополагающие явления нашей жизни, как происхождение материи, природа энергии и квантового поля перестанут быть всего лишь эмпирическими наблюдениями и смогут получить свое более глубокое обоснование благодаря новейшим представлениям ииссиидиологии и других подобных прогрессивных исследовательских направлений. Например, каждый объект квантовой реальности как наблюдателя, можно наделить фокусом самосознания, стремящимся к уравновешиванию своей внутренней тензорности. Энергию можно определить как общий количественный эквивалент информационного взаимодействия между различными фокусами самосознаний, обеспечивающий их фокусную динамику возможностью для реализации неких резонационных эффектов проявления, которые субъективно интерпретируются нами как «материальность различной̆ степени плотности». Наблюдатели "разной степени плотности" тесно взаимосвязаны между собой общими диапазонами проявления, и взаимно обеспечивают проявление друг друга из суперпозиции в конкретных физических условиях. Фокусом своего самосознания можно активно смещаться в широком диапазоне интересов, непосредственным образом воссоздавая нужную окружающую действительность.

Один из конкретных выводов, который следует из представленного материала, состоит в том, что путем изменения качественных параметров собственного сознания, можно наблюдать изменение частоты электромагнитного излучения или массы элементарной частицы, никак непосредственно не влияя на них. Сейчас мы можем лишь воспроизводить обратный эффект путем целенаправленного изменения параметров релятивистских частиц, локально создавая необходимые условия и обеспечивая их внешней энергией.

Следующий практический вывод по моей статье подводит к тому, что трактование фактов появления или исчезновения каких любо объектов в фокусе нашего восприятия подлежит кардинальному изменению. Мы и созданные нами приборы постоянно входим и выходим из зоны качественной совместимости с множеством объектов квантовой реальности, наблюдая рождения и смерти проекций этих объектов: людей, животных, микроорганизмов, цивилизаций, планет и звезд. Познав трансцендентальные механизмы смещения собственного фокуса самосознания среди иных объектов квантовой реальности, мы сможем по своему усмотрению создавать любую материю всего лишь из света и информации. По предсказаниям автора концепции ииссиидиологии, специальная установка из группы электромагнитных генераторов способна воссоздать в своём фокусе эффект появления любого трехмерного объекта. По мере увеличения частоты излучения, объект постепенно будет уплотняться. Аналоги такой технологии уже есть, они заставляют светиться молекулы воздуха в заданном объеме пространства. В дальнейшем, при ускорении излучения до 270-280 импульсов, объект приобретёт плотноматериальное выражение. Сдвинуть его с места или повредить будет невозможно, если это действие не предусмотрено режиссером данной сцены.

Подводя итог статье, считаю, что мне удалось описать наиболее полезные идеи о возможных свойствах и особенностях квантовых наблюдателей. Что касается происхождения самих наблюдателей, то ответа на этот вопрос просто нет. Ясно только то, что из гипотетически бесконечного их множества, мы каждый раз непосредственно имеем дело только с определённым локальным диапазоном квантовых объектов. Именно границы этого диапазона - качество и количество входящих в него фокусов самосознаний - полностью определяют точные условия и параметры нашего физического проявления, формируя классический мир, где мы себя сейчас осознаём. А текущие трансцендентальные параметры нашего самосознания, в свою очередь, полностью определяют границы диапазона нашего возможного взаимодействия с другими объектами квантового мира.

В своей работе я предвкушаю время появления «Теории универсального объединения», которая окончательно увяжет все Силы Природы, макрокосма и микрокосма, откроет совершенно новые концепции взаимодействия Пространства-Времени, даст ключ к главным вопросам квантовой гравитации и космологии. Это послужит причиной глубокого раскола в научных кругах, поскольку из этой теории проистекают такие метафизические следствия, которые будут неприемлемы для многих заядлых материалистов. Для открытия этой теории потребуется не очередная попытка подсластить пилюлю старых, накопленных знаний, а фундаментальная интеллектуальная революция в умах и в представлениях множества учёных о пространстве и времени, об энергии и материи, о декогеренции и суперпозиции. Как показано в моей работе, этот процесс уже идёт полным ходом в открытых умах наиболее пытливых и широко мыслящих искателей истины, которые не привязаны к догматическим представлениям прошлых лет. Окружающее их пространство стремительно меняется вместе с их сознаниями. Подходит время каждому читателю более конкретно определяться, в каком качестве пространственно-временного континуума ему интереснее продолжать свое жизненное творчество: прежнем ограниченном или решительно новом.

Zurek W. H . Decoherence and the Transition from Quantum to Classical. http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/0306072.

Современному состоянию и концептуальным вопросам квантовой теории посвящен обзор: Zurek W. H. Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical // Rev. Mod. Phys . 75, 715 (2003). Архивную версию можно свободно скачать: http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/0105127.

Joos E., Zeh H. D., Kiefer C. et al . Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory (Springer-Verlag 2003). См. также сайт авторов этой книги: http://www.decoherence.de.

W.M.Itano; D.J.Heinsen, J.J.Bokkinger, D.J.Wineland (1990). «Quantum Zeno effect». PRA 41 (5): 2295-2300. DOI:10.1103/PhysRevA.41.2295. Bibcode:1990PhRvA..41.2295I.

Http://arxiv.org/abs/0908.1301

Pool R., Quantum Pot Watching: A test of how observation affects a quantum system verifies theoretical predictions and proves the truth of an old maxim , Science. November 1989. V. 246. P. 888.

Орис О.В., «ИИССИИДИОЛОГИЯ», Том 1-15,

Орис О.В., «ИИССИИДИОЛОГИЯ», Том 15, Изд.: ОАО «Татмедиа», г. Казань, 2012г. п.15.17771

Роль наблюдателя зависит от цели исследования, в соответствии с которой выбирается и вид наблюдения. Степень включенности в объект, т. е. степень принятия на себя определенных ролей, может быть разной: от полной отстраненности до активного участия в деятельности наблюдаемого объекта.

Нахождение исследователя вне объекта предполагает наблюдение со стороны, без вмешательства в деятельность объекта наблюдения. При включенном наблюдении наблюдатель каким-либо образом включен в деятельность объекта, который он исследует. В зависимости от процедуры проведения наблюдения степень включенности может трактоваться по-разному. Поэтому существуют различные модификации термина «включенное наблюдение» - «стимулирующее включенное наблюдение», «наблюдающее участие», «участвующее наблюдение», «провоцирующее наблюдение», «провоцирующий квазиэксперимент» и т. д. Все указанные вариации отражают специфику использования различных видов наблюдения, в котором роль наблюдателя может нести различную нагрузку.

Подробная характеристика форм включенного наблюдения в зависимости от степени активности (от пассивного до полного участия) исследователя представлена в табл. 9.1.

Таблица 9.1

Степень активности исследователя в процессе наблюдения

Составлено по: .

В рамках метода включенного наблюдения нет идеальных форм наблюдения. Каждая из них обладает своими недостатками. Так, пассивный наблюдатель ограничивает себя в отношении возможности установить контакт с участниками изучаемой группы. Наличие преимущественно визуальной информации не дает возможности глубокой, а иногда даже и правильной интерпретации получаемых данных.

При применении формы умеренного участия исследователь предстает и как участник, и как наблюдатель. Как правило, при этом в изучаемой группе специально создается ложное представление о цели присутствия наблюдателя. Например, наблюдатель в классе присутствует для того, чтобы посмотреть реакцию школьников на определенные задания учителя, а легенда заключается в том, что он врач и наблюдает за утомляемостью учеников. Нередко используется легенда, что наблюдатель - ученик, стажер и его цель - обучение профессии. Такое наблюдение позволяет сочетать как участие в жизни группы, так и возможность объективно оценивать увиденное в ходе наблюдения.

При активном участии наблюдатель воспринимается как полноправный участник событий. Типичный пример - исследование американского социолога У. Уайта «Общество на углу улицы» . В 30-х гг. XX в. в Америке он поселился в итальянских трущобах, чтобы изучить образ жизни итальянских эмигрантов. Его легенда заключалась в том, что он студент-историк, который собирается описать историю этого места. Уайт изучил жаргон эмигрантов, их привычки и игры, вошел в контакт с главарем банды. Со временем его стали считать частью местной «обстановки», и он получил возможность делать свои записи в любой ситуации.

Преимущества активного участия и участвующего наблюдения очевидны: они дают наиболее яркие и полные впечатления о среде, помогают исследователю «вжиться» в изучаемую среду, ситуацию и тем самым лучше понять поведение изучаемых. Недостатком данной формы наблюдения может являться слишком сильное отождествление и идентификация с изучаемыми, что не позволяет социологу сохранять дистанцию и объективность, необходимую для исследовательской деятельности.

Несмотря на то что исследователь при включенном наблюдении стремится принять на себя одну из ролей, доступных ему, он будет тем не менее, отличаться от обычного участника ситуации. Характеристики деятельности обычного участника ситуации и включенного наблюдателя представлены в табл. 9.2.

Таблица 9.2

Характеристики деятельности обычного участника ситуации и включенного наблюдателя

Составлено по: [Ильин, 2006, с. 87].

Метод наблюдения в отечественной социологии подробно описан российским социологом А. Н. Алексеевым [Алексеев, 2005; 2010]. В январе 1980 г. Алексеев приступил к проведению социологического исследования в рабочей среде по типу «включенного наблюдения» и перешел на работу в качестве слесаря-наладчика на завод «Полиграфмаш». В своей работе автор подробно описывает такой вариант включенного наблюдения, как наблюдающее участие, которое предполагает исследование социальных ситуаций через целенаправленную активность субъекта, делающего собственное поведение своеобразным инструментом и контролируемым фактором исследования, что делает наблюдение более сложным и приближает его к социальному экспериментированию. Любое воздействие, вторжение в естественный процесс закономерно вызывает вопрос: следует ли наблюдателю вмешиваться в изучаемую ситуацию? «Ответ на этот вопрос зависит от цели исследования. Если основная цель - диагностика ситуации... вмешательство социолога исказит реальную картину, а в итоге будут получены ненадежные данные или данные об уже другом событии. Если же цель исследования познавательно-аналитическая или (же) практически прикладная и состоит главным образом в принятии управленческих и организационных решений, вмешательство не только возможно, но и полезно» [Алексеев, 2010, с. 179].

Существует еще одна вариация наблюдения - самонаблюдение. Этот метод может дать уникальные данные о специфике понимания развития социальной ситуации, развития конфликта, реакции на окружающую действительность. Разумеется, самонаблюдение как научный прием может быть использовано при наличии постоянной рефлексии. Об одной из вариаций самонаблюдения пишет В. И. Ильин: «Социолог смотрит на жизнь семей (своей и чужой), потоки людей и машин на улицах, отношения между коллегами, события, предлагаемые СМИ, слышит слова, произносимые окружающими людьми, - через призму своего габитуса как схемы классификации и оценивания, воспринимая повседневный мир в качестве объекта исследования... В силу этого и повседневный опыт может быть ценным источником при проведении самых разных исследований» [Ильин, 2010, с. 8].

Доклад: Роль наблюдателя в квантовой механике

Алексей Мазур

Главная проблема квантовой механики – это вопрос о том, что происходит в момент редукции волновой функции. Почему плоская волна электрона «реализуется» в одной точке фотопластины? Является ли наша неспособность «вычислить», какая именно из имеющихся возможностей «реализуется», фундаментальным законом природы, либо же следствием несовершенства используемых нами методов и приборов. Сам процесс редукции так же не уловим, как линия горизонта или основание радуги. В какой момент он происходит? В момент взаимодействия волновой функции с фотопластиной, являющейся «классическим» объектом, либо же в момент «наблюдения» экспериментатора за фотопластиной? И чем же так выделен «наблюдатель», что ему дано право выбирать по какому из возможных путей пойдет мир дальше?

Давайте попробуем разобраться, где проходит грань между «классическим» и квантовым объектом. В бытность студентами (а именно только студенты, пожалуй, в наше время и задаются такими вопросами), мой отец В.А.Мазур и его друг А.В.Гайнер рассуждали примерно следующим образом. Процесс «наблюдения» – это есть процесс взаимодействия волновой функции с прибором, который имеет настолько сложную волновую функцию, что рассчитать ее нет никакой возможности. Поэтому он является классическим объектом. Результат взаимодействия волновой функции электрона с таким объектом непредсказуем и носит вероятностный характер, но не потому, что это есть фундаментальный закон природы, а потому, что наши методы исследования несовершенны. Желая упростить модель «наблюдения», они гипотетически поставили такой эксперимент. Берем плоскую волну электрона, падающую на идеально плоскую фотопластину, состоящую из атомов водорода, расположенных в шахматном порядке. Все атомы находятся в основном состоянии. Вычислить результат взаимодействия не составляет большого труда. Волновая функция пластины после взаимодействия представляет из себя сумму N (где N – число атомов в пластине) слагаемых, каждое из которых имеет «вес» 1/N. Первое слагаемое – атом номер 1 возбужден, остальные – в основном состоянии, второе слагаемое – атом номер 2 возбужден, остальные – в основном состоянии и т.д. Вывод, который отсюда сделали мой отец и А.В.Гайнер – такая пластина не является классическим объектом, а остается квантовым, реальные же пластины устроены достаточно сложно, чтобы быть классическими.

Я же предлагаю довести их гипотетический эксперимент до конца, и рассмотреть, что будет после взаимодействия этой пластины с наблюдателем. Конечно, смоделировать волновую функцию наблюдателя нам не по силам. Но некоторые аналогии кажутся достаточно очевидными. Итак, наш «квантовый» наблюдатель посмотрел на эту фотопластину. Что произойдет с его волновой функцией? Как легко можно понять, она распадется на N слагаемых. Условно их можно назвать так: первое слагаемое – наблюдатель видит возбужденный атом номер 1, второе слагаемое – наблюдатель видит возбужденный атом номер 2 и т.д. Опять, казалось бы, момент редукции от нас ускользнул. Но давайте рассмотрим субъективные ощущения наблюдателя. Предположим, он провел этот эксперимент три раза. Как легко видеть, его волновая функция имеет уже N в кубе слагаемых. И вот тут и произошла редукция. Предположим, что он встретил «классического», а не «квантового» наблюдателя, который спросил у его результаты этих экспериментов. И от N в кубе слагаемых нашего «квантового» наблюдателя останется только одно. Но заметьте – он будет твердо уверен в том, что в первом случае он видел возбужденным атом, скажем номер 27, во втором – 3, а в третьем – 137. Никаких воспоминаний о других слагаемых своей волновой функции в нем не останется. Об этих своих «субъективных» ощущениях он и расскажет «классическому» наблюдателю.

Отсюда мы видим, что процесс редукции может быть вовсе не связан с процессом «наблюдения». В момент «наблюдения» не наблюдатель «выбирает» одно из возможных состояний мира, а сам «распадется» на слагаемые. Каждое из этих слагаемых соответствует слагаемым «измеряемого» объекта. Предположим, что редукция происходит вообще очень редко. Раз в год, например. Все наблюдатели, и мы с вами, в том числе, после редукции и представления не будем иметь о том, что наши волновые функции имели другие, «нереализовавшиеся» слагаемые.

Очевидно, что особой необходимости в «реализации», как таковой, нет. Она проистекала из субъективного ощущения тех наблюдателей, которые «видели» как из равновероятных возможностей случайным образом «реализуется» только одна. Ведь ни одно из слагаемых волновой функции наблюдателя не содержит информации о других слагаемых.

Тут мы упираемся в вопрос о том, что такое «я» наблюдателя. Легко понять, что «субъектом» является не весь ансамбль «слагаемых», а только одно из них. Причем – любое. То есть, человек представляет из себя не «мировую линию», а «дерево», причем точками разветвления являются моменты «наблюдений», а попросту – моменты взаимодействия с окружающим миром. И касается это, как вы понимаете, не только людей.

Картина мира, которая предстает после осознания вышеизложенного, выглядит совершенно фантастично. Все, что могло случиться – случилось. Все потерянные возможности были реализованы, они существуют в одном мире и пространстве с нами, но никакого воздействия на нас не оказывают. И, надо признать, что эта картина мира является прямым следствием законов квантовой механики, а не досужими домыслами псевдонаучных фантастов.

Скептики, конечно, могут сказать – а какие следствия из этих рассуждений? Никакого практического смысла они не в себе не несут. Это не совсем так.

Во-первых, становиться очевидным, что нет границы между квантовым и классическим объектом. Момент редукции для нашего субъективного «Я» происходит действительно в момент наблюдения. Но это не мы что-то делаем с миром, а мир что-то делает с нами. Но для простоты можно оставить понятие редукции и гордиться тем, что каждый «реализует» свой мир.

Во-вторых, легко объясняется тот эксперимент, который был поставлен то ли в конце сороковых, то ли в начале пятидесятых. Какая-то частица, распадалась на два осколка, каждый из которых летел в противоположных направлениях. Так, как в момент распада частица покоилась, то все направления полета 1-го осколка были равновероятны. Но вот второй, согласно закону сохранения импульса, должен был лететь в строго противоположном направлении. Детекторы, улавливающие осколки, были поставлены так, чтобы разница времен между «поимкой» осколков была меньше, чем потребуется свету, чтобы дойти от одного детектора до другого (чтобы исключить возможное воздействие результатов на одном детекторе на результаты на другом). Парадокс был в том, что волновые функции двух осколков «реализовывались» согласованно друг против друга, согласно законам сохранения, но ставя в тупик физиков – как волновая функция осколка номер два «узнает» о произошедшей редукции волновой функции осколка номер один? Узнает быстрее скорости света?

Как мы теперь понимаем, редукция осколка номер два происходит не в момент его взаимодействия с детектором, а в момент взаимодействия наблюдателя с детектором, так что причинно-следственные связи не нарушаются.