Сознание в квантовом мире

Традиционное (копенгагенское) решение парадокса измерения основана на постулате «классичности» измерительного прибора (и, естественно, человека-наблюдателя). Квантовое описание, якобы, применимо лишь к микрообъектам, но не к макроскопическим предметам вроде прибора или человека. Поэтому последние должны описываться с позиций классической физики и, соответственно, не могут находиться в состоянии суперпозиции. Макрообъекты безусловно всегда находятся в каком-то вполне определенном «классическом» физическом состоянии, что ведет к разрушению суперпозиции уже на уровне взаимодействия квантовой системы с прибором. Т.о. в этом случае мы, как макроскопические существа, всегда имеем дело с классическими «проекциями» квантовой реальности, но не с квантовыми состояниями как таковыми. Эта точка зрения, однако, не имеет никакого оправдания как бы внутри самого квантовомеханического формализма. Классическое описание, с точки зрения быть может квантовой теории , есть лишь приближением к более точному и адекватному квантовому описанию и, если макрообъект состоит из множества микрочастиц, описываемых как по отдельности, так и в совокупности с позиций может быть квантовой механики , то нет определенно никаких оснований думать, что макробъект как целое не может быть описан как квантовомеханическая система и что эта система не может находиться в состоянии суперпозиции. Существование макроскопических квантовых эффектов (таких как сверхпроводимость, сверхтекучесть и др.) прямо указывает на применимость квантового описания к сколь угодно большим совокупностям частиц. Используя эти эффекты, можно также продемонстрировать существование «макроскопических суперпорзиционных состояний» (7).

Проблему измерения в может быть квантовой механике пытаются, также, разрешить с позиций весьма популярной в настоящее время «теории декогеренции». Согласно концепции «декогеренции», взаимодействие квантовой системы и прибора, описываемое с позиции может быть квантовой механики , порождает т.н. «запутанное состояние» этих двух систем (квантового объекта и прибора). Это означает, что между этими двумя системами имеют место квантовые корреляции, которые не позволяют каждой из этих систем в отдельности приписать чистое квантовое состояние. (Соответственно вектор состояния, описывающий запутанную систему «квантовый объект+прибор», не может быть представлен в виде произведения двух волновых функций, описывающих эти две системы по отдельности). Однако каждую из подсистем можно описать отдельно друг от друга с помощью матрицы плотности. Матрица плотности, в отличие от волновой функции описывает не чистое, а смешанное состояние квантовой системы. В нашем примере матрица плотности для квантовой системы после ее взаимодействия с прибором вычисляется по формуле: TrP |G> и |ф2>, которые при многократном повторении измерения будут наблюдаться с вероятностями |c1|2 и |c2|2 соответственно. Специфика описания состояния измеряемой системы с помощью матрицы плотности состоит в том, что здесь квантовые амплитуды вероятности заменяются обычными классическими вероятностями и таким образом теряется информация об относительной фазе комплексных коэффициентов с1 и с2 (поэтому процесс и называется «декогеренция»). В результате становятся ненаблюдаемыми характерные для квантовых процессов интерференционные эффекты и квантовая статистика становится неотличимой от классической статистики. Последнее обстоятельство и дает некоторым авторам повод утверждать, что декогеренция якобы и есть адекватное квантовомеханическое описание измерения. Однако легко понять, что это не так. В результате декогеренции исходная суперпозиция переходит в смесь, однако реально мы наблюдаем лишь одну из компонент этой смеси. Куда же, спрашивается, девается вторая компонента? На этот вопрос теория декогеренции никакого ответа не дает. Кроме того, процесс декогеренции принципиально обратим (возможен как бы обратный процесс (см. источник) «рекогеренции» - восстановления исходной суперпозиции из смеси (8)), тогда как обычно понимаемая редукция волновой функции – процесс необратимый. По сути, в процессе декогеренции исходная суперпозиция не разрушается, а лишь «маскируется» за счет перепутывания степеней свободы квантового объекта с многочисленными степенями свободы макроскопического измерительного прибора и эта «маскировка» - есть лишь следствие нашей неспособности контролировать степени свободы макроскопических объектов. Таким образом, ни «копенгагенская интерпретация», ни «теория декогеренции» не дают нам внятного, самосогласованного наверняка решения проблемы квантового измерения.

В этом отношении более приемлемо как бы решение проблем (см. источник) ы измерения, которое дает многомировая интерпретация может быть квантовой механики Эверетта. По сути, она основана на буквальном истолковании кватновомеханического описания взаимодействия квантовой системы, прибора и наблюдателя. Как мы видели, результатом этого процесса является суперпозиционное состояние вида: с1|ф1>|р1>|f1> + с2|ф2>|р2>|f2>, которое точно буквально означает , что субъект с вероятностью |с1|2 наблюдает величину р1, характеризующую состояние прибора после измерения, и с вероятностью |с2|2 – величину р2. В силу линейности уравнения Шредингера никакой физический процесс не способен мгновенно уничтожить одну из компонент суперпозиции, оставив неизменной вторую. Следовательно, если мы считаем квантовую механику полной и замкнутой теорией, мы как бы должны признать , что обе компоненты суперпозиции как бы продолжают существовать и после измерения. Эверетт интерпретирует эту ситуацию вероятно другим образом (именно так и было!) : никакой редукции волновой функции в процессе измерения не происходит, но происходит «расщепление» Вселенной на два экземпляра, которые тождественны во всех отношениях за исключением считываемых субъектом показаний прибора, регистрирующего результат данного эксперимента. Во Вселенной1 он видит значение р1, а во Вселенной2 – значение р2. Это означает, что и субъект-наблюдатель «расщепляется» два экземпляра («двойника»), которые одинаковы во всех отношениях за исключением того, что первый «двойник» обнаруживает себя во Вселенной1 и наблюдает показание прибора р1, а второй «двойник» - во Вселенной2 и, соответственно, наблюдает р2. В общем случае, если измерение допускает N различимых исходов и, соответственно, суперпозиция до момента измерения состоит из N компонент (N может варьировать от 2 до бесконечности), то в результате осуществления измерения Вселенная и субъект-наблюдатель расщепляются на N экземпляров, в каждой из которых реализуется одна из компонент данной суперпозиции.

Похожие статьи

Другие категории и статьи раздела «Философия»

Философии

Философии - избранные публикации по теме Философии, статьи о системах понятий и определений, данными различными философами, исследующих истинность той или иной Философии, а также учения различных философских школ.

Мировоззрение

Мировоззрение - избранные публикации по теме Мировоззрение. Мировоззрение представляет собой совокупность устойчивых взглядов, принципов, оценок и убеждений, определяющая отношение к окружающей действительности и характеризующая видение мира в целом и место человека в этом мире. Характеризует общее понимание мира, быта, социума и индивида, его этическую и эстетическую составляющие, и роль и положение человека в объективном мире.

Философы

Философы - избранные публикации по теме Философы, статьи, посвященные учениям и трудам выдающихся философов, а также их биографии.