Microsoft Word Метафизика1 doc
жүктеу/скачать 1.86 Mb. Pdf көрінісі
|
|
ФЕНОМЕН СОЗНАНИЯ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ М.Б. Менский Физический институт РАН Ключевые слова: вероятность, вероятностные чудеса, выбор реальности, концепция Эверетта, многомировая интерпретация, квантовая механика, феномен сознания. Что такое сознание, какую роль играет бессознательное, чем объясня- ются «внелогические» интуитивные прозрения, в том числе научные озаре- ния, – это вопросы, на которые очевидных ответов пока нет. Как ни странно, помочь в ответах на эти труднейшие вопросы может квантовая механика. Причина в том, что, несмотря на математическую стройность квантовой ме- ханики и достоверность ее предсказаний, в ней есть странные и не вполне поддающиеся пониманию черты, которые указывают на особую роль созна- ния наблюдателя. Поэтому опыт, накопленный в рамках квантовой механи- ки, помогает понять, что такое сознание, позволяет проникнуть в тайну это- го феномена и даже более общо – в тайну феномена жизни. Возникающее таким образом сближение квантовой физики и теории психических феноме- нов продолжает и конкретизирует линию исследований, начатую еще в 1930-х гг. в рамках сотрудничества великого психолога Карла Юнга и ве- ликого физика Вольфганга Паули. Концептуальные проблемы квантовой механики Квантовая механика, которая, возникнув в начале XX в., потребовала радикального пересмотра философии науки, давно уже стала привычным рабочим инструментом не только для ученых, изучающих закономерности физических систем малых (микроскопических) размеров, но и для инжене- ров, конструирующих приборы, основанные на квантовых закономерностях. Никто уже давно не сомневается в том, что квантовая механика верна, ее справедливость многократно доказана. И тем не менее, в этой чрезвычайно успешной области науки до сих пор не устранены концептуальные пробле- мы, или парадоксы, существовавшие в ней с момента ее рождения. Концептуальные проблемы квантовой механики рассматриваются в теории измерения квантовых систем, потому что всегда связаны с наблю- дением этих систем. Причина этого в том, что наблюдение означает запись информации о микроскопической (квантовой) системе в форме, доступной для восприятия человеком. Значит, информация о микросистеме записыва- ется путем изменения состояния макроскопической системы (например фо- топленки). Вспомогательная система, в состоянии которой записывается Метафизика, 2012, № 1 (3) 104 информация о состоянии микросистемы, обычно называется измерительным прибором. Носитель информации в измерительном приборе может быть реализо- ван по-разному (фотопленка, стрелка прибора, кривая на самописце и т.д.). Однако запись информации в этой макроскопической системе всегда может быть представлена как выбор одного из возможных (альтернативных) со- стояний системы. Тогда человек может увидеть, какое из альтернативных состояний этой макросистемы реализовалось в качестве результата измере- ния, и тем самым судить о состоянии микросистемы. Итак, измерение, или наблюдение, – это всегда контакт между микро- скопической (квантовой) и макроскопической (классической) системами, при котором устанавливается корреляция состояний этих двух систем (со- стояние измерительного прибора зависит от состояния измеряемой систе- мы). Однако оказывается, что появление такой корреляции неизбежно при- водит к противоречию из-за существенной разницы в том, как описываются, с одной стороны, состояния квантовой системы, а с другой – состояния классической системы. Все дело в том, что состояния квантовой системы образуют линейное пространство, то есть их можно складывать, как склады- ваются векторы. Если, например, одно из состояний классической точечной частицы описывается тем, что эта частица находится в точке A, а другое состояние описывается как нахождение (локализация) в точке B, то нет никакого смысла спрашивать, чему равна сумма таких состояний. А для квантовой частицы это имеет вполне определенный смысл. Если одно состояние кван- товой частицы, ψA, соответствует ее локализации в точке A, а другое со- стояние, ψB, описывает локализацию (нахождение) этой частицы в точке B, то существует и состояние, описываемое суммарным вектором ψA + ψB, в котором эта частица не имеет определенной локализации. В некотором смысле можно сказать, что частица в таком состоянии на- ходится «одновременно в обеих точках», однако из этой формулировки не видно специфики квантовой ситуации. Правильно сказать, что состояние частицы представляет собой суперпозицию двух состояний, в которых она локализована в двух разных точках. Вот это радикальное различие между квантовой механикой и классиче- ской физикой и приводит к концептуальным проблемам, или парадоксам, которые рассмотрим ниже. Предположим, что мы сконструировали прибор, который различает описанные выше состояния элементарной частицы ψA и ψB. Если частица находится в состоянии ψA, то прибор после взаимодействия с такой части- цей из начального состояния Φ0 переходит в состояние ΦA, а если частица находится в состоянии ψB, то прибор из того же начального состояния пере- ходит в состояние ΦB. Опишем это как эволюцию полной системы, состоя- щей из квантовой частицы и прибора. |