Свет мой зеркальце, скажи,
Да всю правду доложи:
Кто тут взглядом сквозь ресницы
Может схлопывать частицы?

Квантовая версия старой сказки

Моё сознательное решение относительно того, как я буду наблюдать электрон, в некоторой степени определяет свойства этого электрона. Если я задам ему корпускулярный вопрос, он даст мне корпускулярный ответ. Если я задам ему волновой вопрос, он даст волновой ответ.

— Фритьоф Капра

Этот глубокий сдвиг в представлении физиков о сущности их занятий и о значении из формул — не простая причуда учёных. Это была их последняя надежда. Сама мысль о том, что для понимания атомных явлений придётся отказаться от физической онтологии и разработать математические формулы, отражающие скорее знание о наблюдателе, чем о событиях внешнего мира, на первый взгляд настолько абсурдна, что ни одна группа видных и заслуженных учёных ни за что не приняла бы её, кроме как в качестве последнего экстремального средства.

— Генри Стэпп

Столкнувшись с экспериментальными свидетельствами того, что процесс наблюдения влияет на объект, учёные были вынуждены отказаться от представлений, царивших в науке четыре сотни лет, и взяться за проработку революционной идеи: мы непосредственно вовлечены в реальность. Хотя природа и степень нашей способности влиять на реальность до сих пор остаются предметом жарких споров, можно согласиться с формулировкой Фритьофа Капры: «Ключевая идея квантовой теории — наблюдатель необходим не только для того, чтобы наблюдать свойства атомного явления, но и для того, чтобы эти свойства вообще возникли».

Наблюдатель влияет на наблюдаемое

До того, как произведено наблюдение или измерение, объект существует только в качестве «волны вероятности» (на языке физиков — волновой функции ). У неё нет определённого положении или скорости. Эта волновая функция, или волна вероятности, представляет собой всего лишь вероятность того, что при наблюдении или измерении объект окажется здесь или там . У него есть потенциальные местоположения и потенциальные скорости — но мы не можем узнать их значений, пока не проведём наблюдение.

«С этой точки зрения, — пишет Брайан Грин в книге «Ткань космоса», — определяя положение электрона, мы не измеряем объективную, изначально существующую черту реальности. Скорее самим фактом измерения мы непосредственно участвуем в формировании исследуемой реальности». А Фритъоф Капра подводит итог: «У электрона нет объективных качеств, независимых от моего сознания».

Всё это постепенно стирает некогда отчётливую границу между «внешним миром» и субъективным наблюдателем. Они как бы сливаются, или, образно выражаясь, танцуют в совместном процессе открытия — или сотворения? — мира

Проблема измерения

Сегодня этот эффект наблюдения больше известен под названием «проблема измерения». Более ранние описания данного феномена включали в себя сознательного наблюдателя, однако, учёные постоянно старались убрать из своей теории проблемное слово «сознание». Ибо тут немедленно возникает вопрос о том, что такое сознание: если собака увидит результаты эксперимента с электронами, приведёт ли это к схлопыванию волновой функции?

Исключив из теории сознание , учёные продемонстрировали понимание уже упоминавшегося выше факта: от фантазии о том, что можно проводить измерения и не влиять на измеряемый объект, придётся отказаться навсегда. Так называемая «муха на стене», которая сидит себе и никак не влияет на окружающую действительность, просто не может существовать. (И нам не нужно ломать голову над тем, сознательна ли эта муха! )

Для того, чтобы согласовать между собой наблюдателя, измерение, сознание и схлопывание, за достаточно продолжительное время было выдвинуто множество теорий. Первая из таких теорий, которая до сих пор остаётся предметом дискуссий, — это так называемая «копенгагенская интерпретация».

Мне кажется, когда люди говорят о наблюдателе, они упускают один важнейший момент: кто этот наблюдатель? Возможно, мы настолько привыкли к этому слову, что уже не совсем понимаем его. Наблюдатель — это каждый человек, независимо от пола, расы, общественного положения и вероисповедания. Это означает, что КАЖДЫЙ человек обладает способностью наблюдать и изменять субатомную реальность. Возьмите любого человека с улицы — будь то менеджер, сантехник, проститутка, скрипач, полицейский, — и он может делать это. Не только учёные в их священных чертогах. Эта наука принадлежит каждому, поскольку сама по себе наука является метафорой, позволяющей объяснить человека. Объяснить НАС.

Чтобы полностью понять квантовую механику, чтобы полностью определить, что она говорит о реальности.. мы должны вплотную заняться проблемой квантового измерения.

— Брайан Грин, «Ткань космоса».

Вопрос в том, способны ли мы создать математическую модель того, что делает наблюдатель, когда он наблюдает и изменяет реальность? До сих пор нам это не удавалось. Любая из используемых нами математических моделей, включающих в себя наблюдателей, похоже, подразумевает математические разрывы непрерывности. Наблюдатель исключён из физические уравнений по простой причине: так проще.

— Фред Алан Вольф, доктор философии

Копенгагенская интерпретация

Радикальную идею о том, что наблюдатель неизбежно влияет на любой наблюдаемый физический процесс и мы не можем оставаться нейтральными объективными свидетелями предметов и явлений, впервые начали отстаивать Нильс Бор и его коллега-земляки из Копенгагена. Вот почему эту теорию нередко называют копенгагенской интерпретацией. Бор утверждал, что за принципом неопределённости Гейзенберга стоит не только тот факт, что мы не можем одновременно определить, как быстро движется частица и где она находится. Вот как описывает позицию Бора Фред Алан Вольф «Дело не просто в том, что ты не можешь измерить это. Этого вообще нет, пока никто это не наблюдает. А Гейзенберг полагал, что это всё же существует само по себе». Гейзенберг не мог принять мысль о том, что этого нет без наблюдателя. Бор же считал, что частицы сами по себе даже не обретают существования, пока мы их не наблюдаем, и реальность на квантовом уровне не существует, если никто не ведёт наблюдение или измерение

На самом деле многие учёные яростно оспаривали эту сложную и неоднозначную идею, идущую вразрез со здравым смыслом и с нашим повседневным опытом. Эйнштейн и Бор часто спорили до глубокой ночи, и Эйнштейн говорил, что он «просто не может принять это».

До сих пор ведётся дискуссия — можно даже сказать, жаркий спор — о том, только ли человеческое сознание может схлопывать волновые функции и переводить объект из состояния вероятности в точечное состояние

Гейзенберг полагал, что ключевым фактором тут является ум. Он определял сам акт измерения как «акт регистрации результата в уме наблюдателя . Дискретное изменение в функции вероятности происходит в момент регистрации именно вследствие дискретного изменения в нашем знании в момент регистрации, которое и проявляется в дискретном изменении функции вероятности».

Или, как говорит Линн Мактаггарт, избегая научных терминов «Реальность подобна ещё не застывшему желе Внешний мир представляет собой колоссальный неопределённый студень — потенциал нашей жизни А мы своей заинтересованностью, своим вниманием, своим наблюдением заставляем это желе застыть. Таким образом, мы являемся неотъемлемой составляющей процесса реальности. Наше внимание и создаёт эту реальность».

Основы квантовой механики

Эта область исследования возникла в 1970-е годы как попытка убрать «сознательную» составляющую из теорий квантовой механики. Это был более механистический взгляд на проблему измерения. Измерительный прибор в физическом исследовании стали рассматривать как активный фактор.

Вот как описывает это доктор Алберт:

Среди учёных постоянно возникали всё более и более запутанные споры на тему «Может ли кошка вызвать эти же эффекты своим сознанием? А может ли мышь вызвать эти эффекты своим сознанием?» В конце концов стало ясно, что слова, используемые в подобных дискуссиях, настолько неточны, настолько неопределённы, что с их помощью полноценную научную теорию не построишь, — и от этой идеи пришлось отказаться.

Эта работа [основы квантовой механики] представляет собой попытку понять, как нужно трансформировать уравнения, чтобы объяснить изменения в квантовом состоянии элементарных частиц, или какие физические факторы нужно добавить в нашу картину мира, чтобы показать, каким образом эти изменения происходят.

Короче говоря, основы квантовой механики — это попытка посмотреть на квантовую реальность с чисто физической точки зрения — исключая проблемы, связанные с сознательным наблюдателем

Во вселенной Эйнштейна все объекты обладают теми или иными физическими атрибутами со строго определёнными значениями. И эти атрибуты не пребывают в неком призрачном состоянии, ожидая, пока экспериментатор проведёт измерение и тем самым даст им существование. Большинство физиков склонны считать, что в этом Эйнштейн ошибался. С точки зрения этот большинства, корпускулярные свойства обретают существование лишь под воздействием измерения... Когда же наблюдение не осуществляется, корпускулярные свойства призрачны и смутны и характеризуются лишь вероятностью того, что реализуется та или иная потенциальная возможность.

— Брайан Грин, «Ткань космоса».

Теория многих миров

Физик Хью Эверетт предположил, что в момент квантового измерения квантовая функция схлопывается не в одни результат, но реализуется каждый возможный результат В процессе реализации этих результатов Вселенная разделяется на столько версий, сколько существует возможных результатов измерения. Отсюда возникла идея (довольно неуклюжая, но, несомненно, способствующая расширению сознания) о существовании множества параллельных вселенных, где реализованы все квантовые потенциалы.

Задумайтесь на минутку над этой концепцией: всякий раз, когда вы делаете выбор, бесчисленные параллельные возможности, или результаты, реализуются одновременно !

На вопрос о том, остаётся ли положение электрона неизменным, мы отвечаем «нет»;

на вопрос о том, изменяется ли положение электрона со временем, мы отвечаем «нет»;

на вопрос о том, сохраняет ли электрон покой, мы отвечаем «нет»;

на вопрос о том, движется ли он, мы отвечаем «нет».

— Дж. Роберт Оппенгеймер, создатель американской атомной бомбы

Квантовая логика

Математик Джон фон Нейман создал прочную математическую основу квантовой теории. Рассматривая наблюдателя и объект наблюдения, он разбил проблему на три процесса.

Процесс 1 — решение наблюдателя относительно того, какой вопрос он задаст квантовому миру. Свет мой зеркальце, скажи... Этот выбор уже сужает степень свободы квантовой системы, ограничивая её реакции. (На самом деле, любой вопрос ограничивает ответ: если у тебя спрашивают, какие фрукты ты будешь есть на обед, «говядина» не будет уместным ответом.)

Процесс 2 — эволюция состояния волнового уравнения. Облако вероятности эволюционирует по схеме, описываемой волновым уравнением Шрёдингера.

Процесс 3 — квантовое состояние, являющееся ответом на вопрос, сформулированный в ходе реализации процесса 1, или схлопывание частицы.

Один из самых интересных моментов в этой формальной процедуре — решение, какой вопрос задать квантовому миру. Любое наблюдение включает в себя выбор того, что мы намерены наблюдать. Получается, что такие понятия, как «выбор» и «свободная воля», становятся частью квантового события. Вопрос, является ли собака сознательным наблюдателем, остаётся открытым; однако, ответ на вопрос, принимала ли собака когда-нибудь решение (процесс 1) произвести квантовое измерение для исследования волновой природы электрона, кажется вполне очевидным.

Эта теория квантовой логики не определяет, что включено в физическую систему процесса 2. Это означает, что мозг наблюдателя может восприниматься как часть эволюционирующей волновой функции наряду с наблюдаемыми электронами. В связи с этим возник целый ряд теорий, описывающих сознание, разум и мозг. См. Генри Стэпп. Заботливая Вселенная. Мы подробнее остановимся на этом в главе «Квантовый мозг».

Квантовая логика Джона фон Неймана дала важный ключ к решению проблемы измерения: измерение становится измерением благодаря решению наблюдателя. Это решение ограничивает степень свободы реакций физической системы (например, электрона) и тем самым влияет на результат (реальность).

Неореализм

Основателем неореализма был Эйнштейн, который отказывался принять любые толкования, согласно которым обычная реальность не существует сама по себе, независимо от наблюдений и измерений. Неореалисты полагают, что реальность состоит из объектов, чьё поведение согласуется с принципами классической физики, а парадоксы квантовой механики указывают на неполноту и изъяны теории. Этот подход также известен как интерпретация «скрытой переменной». Имеется в виду, что стоит нам обнаружить скрытые факторы — и все парадоксы разрешатся сами собой.

Сознание творит реальность

Эта интерпретация доводит до крайности идею о том, что сам акт сознательного наблюдения является ключевым фактором в создании реальности. При этом акт наблюдения получает привилегированную роль в процессе схлопывания вероятного в реальное. Большинство представителей физической науки воспринимают эту интерпретацию как «эзотерическую» фантазию, свидетельствующую о том, что «эзотерики» не понимают, в чём, собственно, состоит проблема измерения.

Мы отводим обсуждению этого вопроса целую главу. Пока же отметим, что споры на эту тему ведутся тысячелетиями. Древнейшие духовные и метафизические традиции веками утверждали то, что заново сформулировал Амит Госвами: «Сознание — основа всего сущего». Фотоны и нейтроны участвуют в этих дебатах сравнительно недавно. И их появление на скамье свидетелей стало воистину примечательным событием.

Насколько я понимаю, теория неореалистов гласит: «Мы знаем, что квантовая теория неверна, поскольку мы не понимаем её парадоксов, а мы правы, поскольку мы мыслим, руководствуясь здравым смыслом. У нас нет сомнений, что рано или поздно будут обретены новые знания (обнаружена скрытая переменная), которые подтвердят нашу правоту.

Это напоминает утверждение: «Мы знаем, что Элвис жив; просто его пока не нашли».

Когда мы постигаем роль наблюдателя, нам остаётся только склониться перед превосходящим нас разумом, облекающим эту энергию в формы реальности, которым ещё только предстоит присниться нам в этой жизни. Пока мы ощущаем это как хаос, но нет ни малейших сомнений, что в нём есть порядок. Он выше нас. Он глубже.

— Рамта

Целостность

Ученик Эйнштейна Дэвид Бом утверждал: квантовая механика указывает, что реальность представляет собой неделимое целое, где всё взаимосвязано на глубинном уровне, за пределами обычных границ во времени и пространстве. Он выдвинул идею существования некоего «скрытою порядка» (implicate order), из которого рождается некий «явный порядок» (explicate order) (скрытая, нерегистрируемая физическая Вселенная). Именно сворачивание и разворачивание этих порядков порождает разнообразие явлений квантового мира. Из бомовского видения природы реальности родилась «голографическая теория Вселенной». Эту теорию Карл Прибрам и другие учёные использовали для описания мозга и восприятия. В своей недавней беседе с Эдгаром Митчеллом Прибрам высказал мнение, что копенгагенская интерпретация неверна, а квантовая голография представляет собой намного более точную модель реальности.

И ещё есть я...

До сих пор мы говорили главным образом о физической концепции наблюдателя. Но слово «наблюдатель» также может обозначать наиболее интимное ощущение каждого из нас относительно собственного «я». У нас есть ощущение, что где-то внутри сидит «наблюдатель», непрестанно глядящий на мир. Иногда его описывают как «тихий внутренний голос»: во многих духовных учениях и практиках слово «наблюдатель» означает невыразимое сокровенное «я», или внутреннюю природу, которая посредством наблюдения влияет на внешнее эго .

Дзэнскую практику (постоянно присутствовать в текущем моменте и не позволять себе отвлекаться на внешнюю деятельность) тоже можно описать как состояние наблюдателя.

Не удивительно, что стремление связать этого субъективного наблюдателя с научным термином «наблюдатель» оказывается столь сильным — особенно когда возникает впечатление, что учёные говорят именно об этом. Субъект и объект тесно взаимосвязаны. Но если наш внутренний наблюдатель ощущается как нечто пассивное, учёные утверждают, что наблюдение активно. Наблюдение влечёт за собой определённые физические эффекты.

И независимо от того, является ли сознание единственным действующим фактором, уже сам по себе тот факт, что любое измерение изменяет физическую систему, — откровение. Получается, что мы не можем извлечь никакую информацию из системы, не изменив физические свойства этой системы.

Насколько сильно наблюдатель влияет на объект наблюдения?

Хороший вопрос! Вот что говорит Фред Алан Вольф:

Вы не изменяете внешнюю реальность. Вы не изменяете стулья, грузовики, бульдозеры и взлетающие с космодрома ракеты, — не изменяете вы их! Нет! Но вы изменяете собственное восприятие вещей или, возможно, собственные мысли о вещах, собственное ощущение вещей, собственное ощущение мира.

Но почему мы не изменяем грузовики, и бульдозеры, и экологическое положение? Как говорит доктор Джо Диспенза: «Потому что мы утратили силу наблюдения». Он полагает, что идея квантовой физики очень проста: наблюдение оказывает непосредственное воздействие на наблюдаемый мир. Это может побудить людей к тому, чтобы постараться стать более хорошими наблюдателями. Далее Джо говорит:

Субатомный мир реагирует на наблюдение с нашей стороны, но средний человек удерживает своё внимание на чём-то одном не более 6-10 секунд... (Что это за бред? — H.B.) Как же огромный мир может отреагировать на усилия того, кто не способен даже сосредоточиться? Возможно, мы просто плохие наблюдатели. Возможно, мы просто не овладели искусством наблюдения, ведь скорее всего это — именно искусство...

Нам бы нужно ежедневно хоть немного сидеть и просто наблюдать, обдумывать новые возможности будущего для себя. Если мы будем делать это как следует, если будем наблюдать должным образом, то вскоре заметим, что в нашей жизни реализуются новые возможности.

Мы обнаружили что там, где наука продвинулась дальше всего, разум получит от природы то, что сам же в неё вложил. Мы нашли странные отпечатки следов на берегах неведомого. Мы разработали ряд глубоких теорий, чтобы объяснить их происхождение. Наконец нам удалось реконструировать то существо, которое их оставило. И — надо же! Это наши следы.

— Сэр Артур Эддингтон

Мне всегда казалось, что я довольно хладнокровна. Казалось, я полностью контролирую свои эмоции, реакции на людей, места, вещи, время и события. Затем, послушав Фреда Алана Вольфа, Джона Хагелина н других интервьюируемых, я осознала, что представляю собой не более, чем мячик» отскакивающий от стен жизни. Я просто удивляюсь, что до сих пор не разбила себе голову! Когда я начала более внимательно наблюдать, что происходит у меня «внутри», и использовать это для изменения своего восприятия «внешних» событий, моя жизнь наполнилась новыми возможностями. Я сделала и увидела вещи, которые никогда и не надеялась увидеть и сделать, время течёт для меня гораздо медленнее, и благодаря этому я успеваю наблюдать и выбирать — вместо того, чтобы реагировать и сожалеть.

— Бетси

Изменить свою повседневную реальность

А теперь перейдём с субатомною уровня на уровень человеческий и спросим: что такое наблюдение? Для людей дверь к наблюдению — восприятие. Ваше восприятие. А вы помните из предыдущих глав, насколько это сомнительный процесс? («Свет мой зеркальце, скажи кто... на свете всех милее?») Говорит Амит Госвами:

Любое наблюдение может восприниматься как квантовое измерение, поскольку, как и в результате квантового измерения, мы получаем информацию, которая откладывается в мозгу в виде воспоминаний. Эти воспоминания в мозгу активизируются всякий раз, когда мы ощущаем повторный стимул. Повторный стимул всегда вызывает не только самое первое впечатление, но и всю цепочку вторичных отпечатков в памяти.

Мы всегда воспринимаем что-то лишь после того, как это отразится в зеркале памяти. Именно это отражение в зеркале памяти даёт нам ощущение того, кто и что такое «я» — конструкция из привычек, из воспоминаний, из прошлого.

Иными словами:
Воспоминания -> (прошлое) — Восприятие -> Наблюдение -> (воздействие на) Реальность

Стоит ли удивляться, что такие системы, как «Курс чудес», подчёркивают важность прощения как важного фактора, помогающего изменить настоящее? А вспомните учение Христа: сколько внимания он уделял прощению. А как он сказал о восприятии: «И что ты смотришь на сучок в глазе брата твоего, а бревна в твоём глазе не чувствуешь?». И о высшем наблюдении: «Возлюби ближнего твоего, как самого себя».

Нас всех интересует, как можно изменять свою повседневную реальность. Если реальность — лишь реакция на вопросы, т.е., настрой разума, и каждый ответ находится в конце длинной цепочки воспоминаний, ощущений и наблюдений, то нас уже интересует не столько вопрос, как изменять реальность, сколько, почему мы сохраняем эту реальность одной и той же. В ответе на этот вопрос — ключ к переменам.

Проблема измерения является проблемой лишь потому, что она подчёркивает наше представление о том, что мы находимся вне наблюдаемого. Но даже простейший измерительный прибор взаимодействует с измеряемой системой и изменяет её. В наблюдаемой реальности присутствует текучесть, которая, казалось бы, противоречит миру гарантированного утреннего кофе и безотказно взлетающих ракет. И всё же это — фундаментальная черта взаимодействия аспектов реальности.

Ключевое слово здесь — «взаимодействие». Или мы могли бы сказать — соединение, или сплетение, или присутствие в одном волновом уравнении. Эта идея об изначальной неделимости всех вещей то и дело высказывается поборниками квантовой теории.

И кто мы такие, чтобы спорить с мириадами электронов?

«Кто тут взглядом сквозь ресницы может схлопывать частицы?» Не кто — что . Всё!

Но остаётся ещё вопрос: это может только кто-то и что-то или также никто и ничто — разум, дух, сознание? И если да, то не являются ли они столь же реальными, как объекты, которые схлопываются? В мире иллюзий разделение на «что-то» и «ничто» может оказаться именно тон иллюзией, на которой держатся все остальные.

«С точки зрения квантовой механики Вселенная исключительно интерактивна», — пишет учёный Дэн Уинтерс в статье с очень провокационным названием «Существует ли вселенная, когда мы на неё не смотрим?» В этой статье он излагает идею «творения через наблюдение», сформулированную физиком из Принстонского университета Джоном Уилером. Уилер (коллега Альберта Эйнатейна и Нильса Бора, в также создатель термина «чёрная дыра») говорил: «Мы не просто зрители перед космической сценой. Мы творцы и обитатели интерактивной Вселенной»

Подумайте об этом...

— Можете ли вы идентифицировать себя как наблюдателя, если вы — наблюдатель?

— Кто или что такое «я»?

— Кто или что такое наблюдатель?

— Являетесь ли вы отделённой от мира сущностью?

— Можете ли вы наблюдать внутри себя что-то помимо «я»?

— Ели вы можете стать наблюдателем по отношению к своему «я», как это изменит ваше восприятие реальности?

— Если для создания реальности нужен наблюдатель, насколько сосредоточенным наблюдателем являетесь вы? Какую реальность вы создаёте в своём нынешнем состоянии наблюдения?

— Как долго вы способны удерживать какую-либо мысль?

— Существует ли реальность, когда вы её не наблюдаете?

— Если для схлопывания реальности требуется наблюдатель, что поддерживает целостность нашего тела, пока вы спите?

— Кто или что тогда является наблюдателем?

"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

Ярко блестела золотистая осенняя листва деревьев. Лучи вечернего солнца коснулись поредевших верхушек. Свет пробился сквозь ветки и устроил спектакль из причудливых фигур, мелькавших на стене университетской «каптёрки».

Задумчивый взгляд сэра Гамильтона медленно скользил, наблюдая за игрой светотени. В голове ирландского математика шла настоящая плавильня мыслей, идей и выводов. Он прекрасно понимал, что объяснение многих явлений с помощью Ньютоновской механики подобно игре теней на стене, обманчиво сплетающих фигуры и оставляющих без ответа многие вопросы. «Возможно, это волна… а может быть, поток частиц, - размышлял учёный, - или свет является проявлением обоих явлений. Подобно фигурам, сотканным из тени и света».

Начало квантовой физики

Интересно наблюдать за великими людьми и пытаться осознать, как рождаются великие идеи, изменяющие ход эволюции всего человечества. Гамильтон - один из тех, кто стоял у истоков зарождения квантовой физики. Спустя пятьдесят лет, в начале двадцатого века, изучением элементарных частиц занимались многие учёные. Полученные знания были противоречивы и нескомпилированы. Однако первые шаткие шаги были сделаны.

Понимание микромира в начале ХХ века

В 1901 году была представлена первая модель атома и показана её несостоятельность, с позиции обычной электродинамики. В этот же период Макс Планк и Нильс Бор публикуют множество трудов о природе атома. Несмотря на их кропотливый труд, полного понимания структуры атома не существовало.

Спустя несколько лет, в 1905 году, малоизвестный немецкий учёный Альберт Эйнштейн опубликовал доклад о возможности существования светового кванта в двух состояниях - волнового и корпускулярного (частицы). В его труде приводились доводы, поясняющие причину несостоятельности модели. Однако видение Эйнштейна было ограничено старым пониманием модели атома.

После многочисленных трудов Нильса Бора и его коллег в 1925 году зародилось новое направление - некое подобие квантовой механики. Распространённое выражение - «квантовая механика» появилось спустя тридцать лет.

Что мы знаем о квантах и их причудах?

На сегодня квантовая физика ушла достаточно далеко. Открыто много различных явлений. Но что мы знаем на самом деле? Ответ представлен одним учёным современности. "В квантовую физику можно либо верить, либо ее не понимать", - таково определение Подумайте над этим сами. Достаточно будет упомянуть такое явление, как квантовая запутанность частиц. Это явление ввергло научный мир в положение полного недоумения. Ещё большим шоком стало то, что возникший парадокс несовместим с и Эйнштейна.

Впервые эффект квантовой запутанности фотонов обсуждался в 1927 году на пятом Солвеевском Конгрессе. Между Нильсом Бором и Эйнштейном возник жаркий спор. Парадокс квантовой спутанности полностью изменил понимание сути материального мира.

Известно, что все тела состоят из элементарных частиц. Соответственно, все явления квантовой механики отражаются в обычном мире. Нильс Бор говорил, что если мы не смотрим на Луну, то её не существует. Эйнштейн считал это неразумным и полагал, что объект существует независимо от наблюдателя.

При изучении проблем квантовой механики следует понимать, что её механизмы и законы взаимосвязаны между собой и не подчиняются классической физике. Попробуем разобраться в самой противоречивой области - квантовой запутанности частиц.

Теория квантовой запутанности

Для начала стоит понимать, что квантовая физика подобна бездонному колодцу, в котором можно обнаружить все, что угодно. Явление квантовой запутанности в начале прошлого века изучалось Эйнштейном, Бором, Максвеллом, Бойлем, Беллом, Планком и многими другими физиками. На протяжении двадцатого века по всему миру активно изучали это и экспериментировали тысячи учёных.

Мир подчинён строгим законам физики

Почему такой интерес к парадоксам квантовой механики? Все очень просто: мы живём, подчиняясь определённым законам физического мира. Умение «обходить» предопределённость открывает магическую дверь, за которой все становится возможным. К примеру, концепция «Кота Шрёдингера» ведёт к управлению материей. Также станет возможна телепортация информации, которую вызывает квантовая запутанность. Передача информации станет мгновенной, независимо от расстояния.
Этот вопрос пока находится в стадии изучения, однако имеет положительную тенденцию.

Аналогия и понимание

Чем же уникальна квантовая запутанность, как её понять и что происходит при этом? Попробуем разобраться. Для этого потребуется провести некий мысленный эксперимент. Представьте, что у вас в руках две коробки. В каждой из них лежит по одному мячу с полосой. Теперь одну коробку отдаём космонавту, и он улетает на Марс. Как только вы открываете коробку и видите, что полоса на мяче горизонтальна, то в другой коробке мяч автоматически будет иметь вертикальную полосу. Это и будет квантовая запутанность простыми словами выраженная: один объект предопределяет положение другого.

Однако следует понимать, что это лишь поверхностное объяснение. Для того чтобы получить квантовую запутанность, необходимо, чтобы частицы имели одинаковое происхождение, подобно близнецам.

Очень важно понимать, что эксперимент будет сорван, если до вас кто-то имел возможность посмотреть хотя бы на один из объектов.

Где может быть использована квантовая спутанность?

Принцип квантовой запутанности может быть использован для передачи информации на большие расстояния мгновенно. Подобный вывод противоречит теории относительности Эйнштейна. Она гласит, что максимальная скорость перемещения присуща только свету - триста тысяч километров в секунду. Подобная передача информации даёт возможность существования физической телепортации.

Все в мире - информация, в том числе и материя. К такому выводу пришли квантовые физики. В 2008 году на основании теоретической базы данных удалось увидеть квантовую спутанность невооружённым глазом.

Это в очередной раз говорит о том, что мы стоим на пороге великих открытий - перемещения в пространстве и во времени. Время во Вселенной дискретно, поэтому мгновенное перемещение на огромные расстояния даёт возможность попадать в различную плотность времени (на основании гипотез Эйнштейна, Бора). Возможно, в будущем это будет реальностью так же, как мобильный телефон сегодня.

Эфиродинамика и квантовая запутанность

По мнению некоторых ведущих учёных, квантовая спутанность поясняется тем, что пространство заполнено неким эфиром - чёрной материей. Любая элементарная частица, как нам известно, пребывает в виде волны и корпускулы (частицы). Некоторые учёные считают, что все частицы находятся на «полотне» тёмной энергии. Понять это непросто. Давайте попробуем разобраться другим путём - методом ассоциации.

Представьте себя на берегу моря. Лёгкий бриз и слабое дуновение ветра. Видите волны? А где-то вдалеке, в отблесках лучей солнца, виден парусник.
Корабль будет нашей элементарной частицей, а море - эфиром (тёмной энергией).
Море может находиться в движении в виде видимых волн и капель воды. Точно так же и все элементарные частицы могут быть просто морем (её составляющей неотъемлемой частью) или же отдельной частицей - каплей.

Это упрощённый пример, все несколько сложнее. Частицы без присутствия наблюдателя находятся в виде волны и не имеют определённого местоположения.

Белый парусник - это выделенный объект, он отличается от глади и структуры воды моря. Точно так же существуют «пики» в океане энергии, которые мы можем воспринимать как проявление известных нам сил, сформировавших материальную часть мира.

Микромир живёт по своим законам

Принцип квантовой запутанности можно понять, если брать в учёт то, что элементарные частицы находятся в виде волн. Не имея определённого местоположения и характеристик, обе частицы пребывают в океане энергии. В момент появления наблюдателя волна «превращается» в доступный осязанию объект. Вторая частица, соблюдая систему равновесия, приобретает противоположные свойства.

Описанная статья не направлена на ёмкие научные описания квантового мира. Возможность осмысления обычного человека базируется на доступности понимания изложенного материала.

Физика элементарных частиц изучает запутанность квантовых состояний на основании спина (вращения) элементарной частицы.

Научным языком (упрощённо) - квантовая спутанность определяется по разному спину. В процессе наблюдения за объектами учёные увидели, что может существовать только два спина - вдоль и поперёк. Как ни странно, в других положениях частицы наблюдателю не «позируют».

Новая гипотеза - новый взгляд на мир

Изучение микрокосмоса - пространства элементарных частиц - породило множество гипотез и предположений. Эффект квантовой запутанности натолкнул учёных на мысль о существовании некой квантовой микрорешётки. По их мнению, в каждом узле - точке пересечения - находится квант. Вся энергия - целостная решётка, а проявление и движение частиц возможно только через узлы решётки.

Размер «окна» такой решётки достаточно мал, и измерение современным оборудованием невозможно. Однако, чтобы подтвердить или опровергнуть данную гипотезу, учёные решили изучить движение фотонов в пространственной квантовой решётке. Суть в том, что фотон может двигаться либо прямо, либо зигзагами - по диагонали решётки. Во втором случае, преодолев большую дистанцию, он потратит больше энергии. Соответственно, будет отличаться от фотона, движущегося по прямой линии.

Возможно, со временем мы узнаем, что живём в пространственной квантовой решётке. Или же это предположение может оказаться неверным. Однако именно принцип квантовой запутанности указывает на возможность существования решётки.

Если говорить простым языком, то в гипотетическом пространственном «кубе» определение одной грани несёт за собой чёткое противоположное значение другой. Таков принцип сохранения структуры пространство - время.

Эпилог

Чтобы понимать волшебный и загадочный мир квантовой физики, стоит внимательно всмотреться в ход развития науки за последние пятьсот лет. Раньше считалось, что Земля имеет плоскую форму, а не сферическую. Причина очевидна: если принять её форму круглой, то вода и люди не смогут удержаться.

Как мы видим, проблема существовала в отсутствии полного видения всех действующих сил. Возможно, что современной науке для понимания квантовой физики не хватает видения всех действующих сил. Пробелы видения порождают систему противоречий и парадоксов. Возможно, магический мир квантовой механики хранит в себе ответы на поставленные вопросы.

Никто в мире не понимает квантовую механику - это главное, что нужно о ней знать. Да, многие физики научились пользоваться ее законами и даже предсказывать явления по квантовым расчетам. Но до сих пор непонятно, почему присутствие наблюдателя определяет судьбу системы и заставляет ее сделать выбор в пользу одного состояния. «Теории и практики» подобрали примеры экспериментов, на исход которых неминуемо влияет наблюдатель, и попытались разобраться, что квантовая механика собирается делать с таким вмешательством сознания в материальную реальность.

Кот Шредингера

Сегодня существует множество интерпретаций квантовой механики, самой популярной среди которых остается копенгагенская. Ее главные положения в 1920-х годах сформулировали Нильс Бор и Вернер Гейзенберг. А центральным термином копенгагенской интерпретации стала волновая функция - математическая функция, заключающая в себе информацию обо всех возможных состояниях квантовой системы, в которых она одновременно пребывает.

По копенгагенской интерпретации, доподлинно определить состояние системы, выделить его среди остальных может только наблюдение (волновая функция только помогает математически рассчитать вероятность обнаружить систему в том или ином состоянии). Можно сказать, что после наблюдения квантовая система становится классической: мгновенно перестает сосуществовать сразу во многих состояниях в пользу одного из них.

У такого подхода всегда были противники (вспомнить хотя бы «Бог не играет в кости» Альберта Эйнштейна), но точность расчетов и предсказаний брала свое. Впрочем, в последнее время сторонников копенгагенской интерпретации становится все меньше и не последняя причина тому - тот самый загадочный мгновенный коллапс волновой функции при измерении. Знаменитый мысленный эксперимент Эрвина Шредингера с бедолагой-котом как раз был призван показать абсурдность этого явления.

Итак, напоминаем содержание эксперимента. В черный ящик помещают живого кота, ампулу с ядом и некий механизм, который может в случайный момент пустить яд в действие. Например, один радиоактивный атом, при распаде которого разобьется ампула. Точное время распада атома неизвестно. Известен лишь период полураспада: время, за которое распад произойдет с вероятностью 50%.

Получается, что для внешнего наблюдателя кот внутри ящика существует сразу в двух состояниях: он либо жив, если все идет нормально, либо мертв, если распад произошел и ампула разбилась. Оба этих состояния описывает волновая функция кота, которая меняется с течением времени: чем дальше, тем больше вероятность, что радиоактивный распад уже случился. Но как только ящик открывается, волновая функция коллапсирует и мы сразу видим исход живодерского эксперимента.

Выходит, пока наблюдатель не откроет ящик, кот так и будет вечно балансировать на границе между жизнью и смертью, а определит его участь только действие наблюдателя. Вот абсурд, на который указывал Шредингер.

Дифракция электронов

По опросу крупнейших физиков, проведенному газетой The New York Times, опыт с дифракцией электронов, поставленный в 1961 году Клаусом Йенсоном, стал одним из красивейших в истории науки. В чем его суть?

Есть источник, излучающий поток электронов в сторону экрана-фотопластинки. И есть преграда на пути этих электронов - медная пластинка с двумя щелями. Какой картины на экране можно ожидать, если представлять электроны просто маленькими заряженными шариками? Двух засвеченных полос напротив щелей.

В действительности на экране появляется гораздо более сложный узор из чередующихся черных и белых полос. Дело в том, что при прохождении через щели электроны начинают вести себя не как частицы, а как волны (подобно тому, как и фотоны, частицы света, одновременно могут быть и волнами). Потом эти волны взаимодействуют в пространстве, где-то ослабляя, а где-то усиливая друг друга, и в результате на экране появляется сложная картина из чередующихся светлых и темных полос.

При этом результат эксперимента не меняется, и если пускать электроны через щель не сплошным потоком, а поодиночке, даже одна частица может быть одновременно и волной. Даже один электрон может одновременно пройти через две щели (и это еще одно из важных положений копенгагенской интерпретации квантовой механики - объекты могут одновременно проявлять и свои «привычные» материальные свойства, и экзотические волновые).

Но при чем здесь наблюдатель? При том, что с ним и без того запутанная история стала еще сложнее. Когда в подобных экспериментах физики попытались зафиксировать с помощью приборов, через какую щель в действительности проходит электрон, картинка на экране резко поменялась и стала «классической»: два засвеченных участка напротив щелей и никаких чередующихся полос.

Электроны будто не захотели проявлять свою волновую природу под пристальным взором наблюдателя. Подстроились под его инстинктивное желание увидеть простую и понятную картинку. Мистика? Есть и куда более простое объяснение: никакое наблюдение за системой нельзя провести без физического воздействия на нее. Но к этому вернемся еще чуть позже.

Нагретый фуллерен

Опыты по дифракции частиц ставили не только на электронах, но и на куда больших объектах. Например, фуллеренах - крупных, замкнутых молекулах, составленных из десятков атомов углерода (так, фуллерен из шестидесяти атомов углерода по форме очень похож на футбольный мяч: полую сферу, сшитую из пяти- и шестиугольников).

Недавно группа из Венского университета во главе с профессором Цайлингером попыталась внести элемент наблюдения в подобные опыты. Для этого они облучали движущиеся молекулы фуллерена лазерным лучом. После, нагретые внешним воздействием, молекулы начинали светиться и тем неминуемо обнаруживали для наблюдателя свое место в пространстве.

Вместе с таким нововведением поменялось и поведение молекул. До начала тотальной слежки фуллерены вполне успешно огибали препятствия (проявляли волновые свойства) подобно электронам из прошлого примера, проходящим сквозь непрозрачный экран. Но позже, с появлением наблюдателя, фуллерены успокоились и стали вести себя как вполне законопослушные частицы материи.

Охлаждающее измерение

Одним из самых известных законов квантового мира является принцип неопределенности Гейзенберга: невозможно одновременно установить положение и скорость квантового объекта. Чем точнее измеряем импульс частицы, тем менее точно можно измерить ее положение. Но действие квантовых законов, работающих на уровне крошечных частиц, обычно незаметно в нашем мире больших макрообъектов.

Потому тем ценнее недавние эксперименты группы профессора Шваба из США, в которых квантовые эффекты продемонстрировали не на уровне тех же электронов или молекул фуллерена (их характерный диаметр - около 1 нм), а на чуть более ощутимом объекте - крошечной алюминиевой полоске.

Эту полоску закрепили с обеих сторон так, чтобы ее середина была в подвешенном состоянии и могла вибрировать под внешним воздействием. Кроме того, рядом с полоской находился прибор, способный с высокой точностью регистрировать ее положение.

В результате экспериментаторы обнаружили два интересных эффекта. Во-первых, любое измерение положения объекта, наблюдение за полоской не проходило для нее бесследно - после каждого измерения положение полоски менялось. Грубо говоря, экспериментаторы с большой точностью определяли координаты полоски и тем самым, по принципу Гейзенберга, меняли ее скорость, а значит и последующее положение.

Во-вторых, что уже совсем неожиданно, некоторые измерения еще и приводили к охлаждению полоски. Получается, наблюдатель может лишь одним своим присутствием менять физические характеристики объектов. Звучит совсем невероятно, но к чести физиков скажем, что они не растерялись - теперь группа профессора Шваба думает, как применить обнаруженный эффект для охлаждения электронных микросхем.

Замирающие частицы

Как известно, нестабильные радиоактивные частицы распадаются в мире не только ради экспериментов над котами, но и вполне сами по себе. При этом каждая частица характеризуется средним временем жизни, которое, оказывается, может увеличиваться под пристальным взором наблюдателя.

Впервые этот квантовый эффект предсказали еще в 1960-х годах, а его блестящее экспериментальное подтверждение появилось в статье , опубликованной в 2006 году группой нобелевского лауреата по физике Вольфганга Кеттерле из Массачусетского технологического института.

В этой работе изучали распад нестабильных возбужденных атомов рубидия (распадаются на атомы рубидия в основном состоянии и фотоны). Сразу после приготовления системы, возбуждения атомов за ними начинали наблюдать - просвечивать их лазерным пучком. При этом наблюдение велось в двух режимах: непрерывном (в систему постоянно подаются небольшие световые импульсы) и импульсном (система время от времени облучается импульсами более мощными).

Полученные результаты отлично совпали с теоретическими предсказаниями. Внешние световые воздействия действительно замедляют распад частиц, как бы возвращают их в исходное, далекое от распада состояние. При этом величина эффекта для двух исследованных режимов также совпадает с предсказаниями. А максимально жизнь нестабильных возбужденных атомов рубидия удалось продлить в 30 раз.

Квантовая механика и сознание

Электроны и фуллерены перестают проявлять свои волновые свойства, алюминиевые пластинки охлаждаются, а нестабильные частицы замирают в своем распаде: под всесильным взором наблюдателя мир меняется. Чем не свидетельство вовлеченности нашего разума в работу мира вокруг? Так может быть правы были Карл Юнг и Вольфганг Паули (австрийcкий физик, лауреат Нобелевской премии, один из пионеров квантовой механики), когда говорили, что законы физики и сознания должны рассматриваться как взаимодополняющие?

Но так остается только один шаг до дежурного признания: весь мир вокруг суть нашего разума. Жутковато? («Вы и вправду думаете, что Луна существует лишь когда вы на нее смотрите?» - комментировал Эйнштейн принципы квантовой механики). Тогда попробуем вновь обратиться к физикам. Тем более, в последние годы они все меньше жалуют копенгагенскую интерпретацию квантовой механики с ее загадочным коллапсом волной функции, на смену которому приходит другой, вполне приземленный и надежный термин - декогеренция.

Дело вот в чем - во всех описанных опытах с наблюдением экспериментаторы неминуемо воздействовали на систему. Подсвечивали ее лазером, устанавливали измеряющие приборы. И это общий, очень важный принцип: нельзя пронаблюдать за системой, измерить ее свойства не провзаимодействовав с ней. А где взаимодействие, там и изменение свойств. Тем более, когда с крошечной квантовой системой взаимодействуют махины квантовых объектов. Так что вечный, буддистский нейтралитет наблюдателя невозможен.

Как раз это объясняет термин «декогеренция» - необратимый с точки зрения процесс нарушения квантовых свойств системы при ее взаимодействии с другой, крупной системой. Во время такого взаимодействия квантовая система утрачивает свои изначальные черты и становится классической, «подчиняется» системе крупной. Этим и объясняется парадокс с котом Шредингера: кот представляет собой настолько большую систему, что его просто нельзя изолировать от мира. Сама постановка мысленного эксперимента не совсем корректна.

В любом случае, по сравнению с реальностью как актом творения сознания, декогеренция звучит куда более спокойно. Даже, может быть, слишком спокойно. Ведь с таким подходом весь классический мир становится одним большим эффектом декогеренции. А как утверждают авторы одной из самых серьезных книг в этой области, из таких подходов еще и логично вытекают утверждения вроде «в мире не существует никаких частиц» или «не существует никакого времени на фундаментальном уровне».

Созидающий наблюдатель или всесильная декогеренция? Приходится выбирать из двух зол. Но помните - сейчас ученые все больше убеждаются, что в основе наших мыслительных процессов лежат те самые пресловутые квантовые эффекты. Так что где заканчивается наблюдение и начинается реальность - выбирать приходится каждому из нас.

А именно в посте Random Science: как квантовый эффект Зенона останавливает время , в котором описывается эффект Зенона из квантовой физики. Он заключается в том, что если наблюдать за распадающимся (или радиоактивным) атомом с определенной частотой (или так называемой вероятностью события, причем при вычислении вероятности сразу включается только ограниченная двоичная логика - да или нет), то атом может не распадаться практически безконечно - пока вы наблюдате за ним и насколько вас хватит. Проводились эксперименты, подтверждались данные - действительно, изначальные атомы, за которыми "наблюдали" ученые с определенной частотой (или вероятностью) - не распадались. Почему слово "наблюдали" вынесено в кавычки? Ответ под катом вместе с постом lana_artifex и моими комментариями к нему.

Элейский Зенон - греческий философ, который предположил, что если время разделить на множество отдельных частей, то мир замрет. Оказалось, что Зенон был прав, если говорить о квантовой механике. Он делал это, предлагая серии парадоксов, среди которых было доказательство, что ничего никогда не двигается. И в случае с этим парадоксом, ученые только в 1977 г. смогли догнать безумные идеи Зенона.

Физики из Университета Техаса - Д. Сударашан и Б. Мишра, предложили доказательства эффекта Зенона, показав, что можно остановить распад атома просто наблюдая за ним достаточно часто.

Официальное название современной научной теории - квантовый эффект Зенона, и он основан на довольно известном Парадоксе Стрелы. Стрела летит в воздухе. Ее полет является серией состояний. Состояние определяется самым коротким промежутком времени из возможных. В любой момент состояния, стрела неподвижна. Если бы она не была неподвижна, то было бы два состояния, одно, в котором стрела находится в первой позиции, второе, где стрела находится во второй позиции. Это вызывает проблему. Не существует другого способа описать состояние, но если время состоит из множества состояний, и стрела не двигается ни в одном из них, то стрела не может двигаться вовсе.

Данная идея сокращения времени между наблюдениями движений заинтересовала двух физиков. Они поняли, что распадом некоторых атомов можно манипулировать при помощи Парадокса Стрелы. Атом Натрия, который не находится под наблюдением имеет потенциал к распаду, по крайней мере с нашей точки зрения данный атом находится в состоянии суперпозиции. Он как разложился, так и нет. Проверить нельзя пока никто не посмотрит на него. Когда это происходит, атом переходит в одно из двух состояний. Это как подбросить монетку, шанс 50/50, что атом распался. В определенный момент времени, после того как он перешел в состояние суперпозиции, существует больший шанс, что он не распался при наблюдении за ним. В другие моменты наоборот, он скорее распадется.

Предположим, что атом скорее распался после трех секунд, но маловероятно, что распался после одной. Если проверить через три секунды, то атом скорее будет разложившимся. Однако Мишра и Сударашан предполагают, что если проверять атом три раза в секунду, то вероятность того, что он не распадется вырастает. На первый взгляд звучит как полный бред, но это именно то, что происходит. Исследователи проводили наблюдение за атомами: в зависимости от частоты измерений, они повышали или уменьшали шанс на распад, нежели в случае с обычной ситуацией.

“Усовершенствованный” распад является результатом квантового анти-эффекта Зенона. Если правильно подстроить частоту измерений, можно заставить систему распадаться быстрей или медленней. Зенон был прав. Мы действительно можем остановить мир, главное научиться смотреть на него правильно. В то же время, мы можем и привести к его разрушению, если не будем аккуратны.

Мои комментарии к посту:

kactaheda
Интересные темы поднимаете. Нет ли случайно информации, с помощью чего наблюдали за атомом?
"Атом Натрия, который не находится под наблюдением имеет потенциал к распаду, по крайней мере с нашей точки зрения данный атом находится в состоянии суперпозиции"

lana_artifex
Определённые темы поднимаю на уровне общедоступного блога, обсуждаю их со своим кругом друзей и не развиваю далее - пусть в блоге они остаются на уровне науки, не всякий поймёт эти темы в их развитии. Информации такой нет, но вы как читаете мысли - есть возможность запросить инфу по этому вопросу у автора, что уже было сделано, пока без ответа

kactaheda
Можете не утруждаться - я вам попробую ответить сам:) А вы разве не автор этого блога?
Итак, что такое процесс наблюдения в квантовой физике? Классически - это момент регистрации определенной частички в пространстве. Но идем дальше. Наблюдаем мы не глазами и не камерой, а... тоже частичками. В классическом эксперименте с двумя щелями за прохождением электрона через одну из щелей наблюдают с помощью фотонов. Получается забавная вещь - наблюдающие фотоны как бы сбивают пролетающие электроны. Но есть еще один интересный момент - что электроны, что фотоны являются электромагнитными волнами, распространяющимися в среде (назовем ее эфир, как привычнее для меня или же поле, физический вакуум, как его называют современные ученые) на скорости света. То есть одни волны интерферируют с другими, причем ортогонально - то есть перпендикулярно направлениям распространения друг друга. При таком наблюдении фотонами за электронами, электрон, являясь волной, не может проинтерферировать сам с собой, создавая спектральную картину на экране из максимумов и минимумов, а пролетает как бы только через одну щель - что видно в виде одной полоски на экране.

Итак, исходя из всего этого, можно сделать вывод, что "бомбардируя" распадающийся атом натрия другими наблюдательными частичками, в этом эксперименте просто постоянно пытаются поддерживать его устойчивое состояние, добавляя энергию порциями - в каждый момент наблюдения.

lana_artifex
Спасибо, поняла суть!

lana_artifex
Тему с эффектом Зенона подняла как философскую подводку к следующему посту о картине, а сами по себе прочтения эффекта Зенона - тема уже больше эзотерическая, в лучшем смысле этого слова

kactaheda
Да, в эзотерике именно об этом и говорится - наши мысли (являясь электромагнитными волнами) влияют на другие электромагнитные волны, из которых состоит весь Мир - вплоть до мельчайшего атома, протона, мюона и любого возможного бозона:) И таких частичек можно открывать миллиарды - например частичку Бога в БАКе:)
Так что вот я и вернулся к своему первому посту в ЖЖ - про Наблюдателя в квантовой физике... Только теперь у меня есть научное объяснение чудесам.