Microsoft Word Метафизика1 doc
жүктеу/скачать 1.86 Mb. Pdf көрінісі
|
| Менский М.Б. Феномен сознания с точки зрения квантовой механики
105 Если частица находится в состоянии ψA, то начальное состояние полной системы описывается, согласно правилам квантовой механики, вектором ψAΦ0. После взаимодействия между прибором и частицей состояние части- цы не меняется, а состояние прибора меняется так, как было описано выше, то есть превращается в ΦA. Значит, конечное состояние всей системы опи- сывается вектором ψAΦA. Если же начальное состояние полной системы было ψBΦ0, то после измерения (то есть после взаимодействия частицы с прибором) состояние станет ψBΦB. Мы рассмотрели ситуации, когда все очевидно и в сущности не отлича- ется от того, чего можно было бы ожидать в классической физике. Но теперь рассмотрим случай, когда начальное состояние частицы описывается векто- ром ψA + ψB, то есть является суперпозицией двух состояний, локализован- ных в разных точках. Тогда начальное состояние полной системы представ- ляется вектором (ψA + ψB) Φ0 = ψAΦ0 + ψBΦ0. Каким же будет конечное состояние полной системы? Ответ следует из того, что в квантовой механике эволюция системы (при любых взаимодействиях ее составных частей) описывается линейным законом: эволюция суммы двух векторов равна сумме векторов, представ- ляющих эволюцию каждого из слагаемых. Значит, начальное состояние полной системы (ψA + ψB) Φ0 = ψAΦ0 + ψBΦ0 после измерения перейдет в состояние ψAΦA + ψBΦB. И вот это уже удивительный вывод. Ведь мы по- лучаем, что состояние системы (частица + прибор), то есть системы макро- скопической, должно быть суперпозицией таких двух состояний (ψAΦA и ψBΦB), которые различаются чрезвычайно существенно: состояния прибора в этих состояниях различны. Если, скажем, в состоянии ΦA стрелка прибора указывает вверх, а в со- стоянии ΦB – вниз, то мы должны заключить, что система (частица + при- бор) находится в состоянии суперпозиции, которое классически не описыва- ется. Стрелка прибора не направлена ни вверх, ни вниз, а как бы «одновре- менно и вверх, и вниз». Разумеется, никакой наблюдатель никогда не видел такого состояния, то есть вывод, который мы получили, следуя хорошо ус- тановленным правилам квантовой механики, парадоксален. Можно возразить против этой цепочки рассуждений, указав на то, что прибор – система макроскопическая и, следовательно, ее нужно описывать по правилам классической физики. Однако это возражение представляется несостоятельным, потому что прибор, как и всякая система, состоит из ато- мов, то есть микроскопических (а значит квантовых) систем, и потому пра- вила квантовой механики применимы и к прибору. Другое дело, что в боль- шинстве ситуаций квантовые эффекты, возникающие в поведении прибора, будут столь малы, что ими можно пренебречь. Но мы рассмотрели как раз такую ситуацию, в которой квантовые свойства прибора существенны. Итак, концептуальные проблемы возникают из-за линейности кванто- вой механики. Как мы видели, линейность ведет к странному выводу, что после измерения состояние измеряемой системы и прибора представляет со- Метафизика, 2012, № 1 (3) 106 бой суперпозицию всех возможных альтернативных результатов измерения. Это, казалось бы, противоречит нашему опыту, согласно которому после измерения остается лишь одна из этих альтернатив, тогда как остальные ис- чезают. В 30-х гг. ХХ в., когда заканчивалось создание квантовой механики, ее создатели во главе с Нильсом Бором приняли концепцию, которая соответ- ствовала здравому смыслу и каждодневному опыту. Был принят постулат фон Неймана, согласно которому при измерении, то есть при взаимодейст- вии измеряемой системы и прибора, происходит редукция состояния (или коллапс волновой функции), при котором из всех альтернатив, которые вхо- дят в состояние системы в качестве компонент суперпозиции, остается лишь одна 1 . Эта концепция была названа копенгагенской интерпретацией кванто- вой механики. Фактически копенгагенская интерпретация, или постулат редукции, оз- начает, что при измерении состояние системы меняется не так, как требует квантовая механика, нарушается обычная для квантовой механики линей- ность эволюции. Это ничем не обоснованное предположение делает копен- гагенскую интерпретацию эклектичной, логически незамкнутой. Однако с точки зрения практических целей, для расчетов конкретных систем, эта ин- терпретация вполне пригодна и даже очень удобна, так как соответствует наивному (по существу классическому, неквантовому) представлению о том, что происходит при измерении. жүктеу/скачать 1.86 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|