Текст книги "Научно-эзотерические основы мироздания. Жить, чтобы знать. Книга 2"

Все, к чему мы «прикасаемся», превращается в материю

Вероятно, самое удивительное свойство элементарных частиц заключается в том, что кванты проявляются как частицы, только когда мы на них смотрим. Например, когда наблюдения за электроном не ведутся, он всегда проявляет себя как волна, что подтверждается экспериментами. Физики смогли прийти к такому выводу благодаря хитроумным опытам, придуманным для обнаружения электрона без наблюдения за ним.

Представьте, что у вас в руке шар, который становится шаром для боулинга только в том случае, если вы на него смотрите. Если посыпать тальком дорожку и запустить такой «квантованный» шар по направлению к кеглям, то он будет оставлять прямой след только тогда, когда вы на него смотрели. Но когда вы моргали, то есть не смотрели на шар, он переставал чертить прямую линию и оставлял широкий волнистый след, наподобие зигзагообразного следа, который оставляет змея на песке пустыни.

Физик Ник Герберт говорит, что иногда ему кажется, что за его спиной мир «всегда загадочен и неясен и представляет собой беспрерывно текущий квантовый суп». Но когда он оборачивается и пытается увидеть этот «суп», его взор «замораживает» содержимое «супа», и видится лишь привычная картина. Герберт считает, что мы немного похожи на легендарного Мидаса, который, согласно греческому мифу, был наделен Дионисом способностью обращать в золото все, к чему прикоснется его рука. «Человеческому постижению недоступна истинная природа „квантовой реальности“, – говорит Герберт, – поскольку все, к чему бы мы ни прикоснулись, превращается в материю» [6].

Все это означает, что классический идеал объективного описания природы отошел в прошлое. Человек-наблюдатель представляет собой конечное звено в цепи процессов наблюдения, и, воспринимая свойства любого объекта атомной действительности, следует обязательно учитывать взаимодействие последнего с наблюдателем.

Именно от исследователя зависит, как будет вести себя электрон в эксперименте: если прибор предназначен для измерения волны, электрон в эксперименте ведет себя как волна. Если используется прибор для изучения частицы, то электрон ведет себя как частица.

Более того, обнаружилось, что одна и та же частица одновременно может находиться в состоянии А и не-А. Речь идет о суперпозиции состояний или о наложении их друг на друга.

В классической физике исследуемый объект находится лишь в одном из множества возможных состояний. Он не может пребывать в нескольких состояниях одновременно, то есть нельзя придать смысл сумме состояний. Если я нахожусь в комнате, то меня, естественно, нет в коридоре. И я не могу одновременно выпрыгнуть в окно и выйти через дверь. Это нам всем понятно и согласуется со здравым смыслом.

Однако в квантовом мире имеет место совершенно другая ситуация. Любой квантовый объект не определен, он находится в суперпозиции возможных состояний. Это значит, что возможно наложение двух или большего числа состояний друг на друга без какого-то взаимного влияния.

Например, экспериментально доказано, что частица может одновременно проходить через две щели в непрозрачном экране. Частица, проходящая через первую щель – это одно состояние, а та же частица, проходящая через вторую щель – это другое состояние. Эксперимент показывает, что наблюдается сумма этих состояний или квантовая суперпозиция состояний.

Рассмотрим в качестве примера интересный эксперимент, описанный выдающимся американским ученым, лауреатом Нобелевской премии по физике Робертом Фейнманом в своих лекциях [9].

Двухщелевой эксперимент

Представьте себе, что у вас имеется источник ускоренных электронов (электронная пушка). На пути потока электронов находится экран с двумя щелями. За экраном стоит детектор – прибор для регистрации электронов, прошедших через щели. Поток электронов, проходя через щели, попадает на детектор. По результатам регистрации строится график распределения электронов по длине детектора.

Двухщелевой эксперимент

Если бы у нас была пушка не с электронами, а с мелкими ядрами, то мы увидели бы, что большая часть ядер, прошедших через щели, скапливается напротив этих щелей. С учетом некоторого рассеяния сумма ядер, зарегистрированных напротив щелей, будет равна количеству ядер, вылетевших из пушки.

В случае с электронами наблюдается совершенно другая картина. Из пушки идет поток электронов, а на детекторе фиксируется наложение волн (интерференция).

Вначале решили, что это явление вызвано взаимодействием электронов между собой на пути от электронной пушки к детектору. Было решено испускать электроны не пучком в большом количестве, а поодиночке, чтобы на всем пути от пушки до детектора каждый электрон не мог столкнуться с другим электроном.

И что же? Полученная картина не изменилась: на детекторе по-прежнему фиксируется интерференция волн. Получается, что электроны ведут себя не как материальные объекты, а как волны, проходящие одновременно через обе щели.

Тогда ученые поставили рядом с одной щелью счетчик электронов, чтобы узнать, сколько из них пролетело через первую щель, а сколько через вторую. И что вы думаете? Электроны стали вести себя как отдельно взятые материальные объекты, счетчик начал считать частицы, а волновая интерференционная картина исчезла. Вот что представляет собой микромир.

Этот эксперимент явился серьезным ударом по материалистической картине бытия, неотъемлемым атрибутом которой являлся постулат о существовании независимого от наблюдателя внешнего мира.

Влияние приборов на измерения

Но это еще не все проблемы, возникшие в процессе исследования микромира. Ученые установили, что, проводя эксперименты с элементарными частицами, исследователь сам себе мешает собственными действиями. Дело в том, что приборы, в которых мы регистрируем частицы или проводим измерения, по своей природе всегда объекты макроскопические. При точном измерении одной из величин (например, координаты) с помощью соответствующего прибора другая величина (импульс) в результате взаимодействия частицы с прибором претерпевает сильное изменение.

Даже простейший эксперимент по измерению с помощью микроскопа координаты частицы (например, электрона) подтверждает наличие искажения. Дело в том, что для определения положения электрона его необходимо «осветить» светом возможно более высокой частоты. В результате соударения фотона с электроном изменяется импульс последнего. Прибор искажает то, что исследует. Сам акт наблюдения изменяет наблюдаемое.

Принцип дополнительности Бора

В результате Нильсом Бором был сформулирован принцип дополнительности, который гласит: «Получение в эксперименте информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к данным».

Объективная реальность зависит от прибора, а в конечном счете – от наблюдателя. И наблюдатель из зрителя становится действующим лицом.

В результате всей этой неопределенности, вероятности и дополнительности Нильс Бор дал так называемую «копенгагенскую» интерпретацию сути квантовой теории: «Раньше было принято считать, что физика описывает Вселенную. Теперь мы знаем, что физика описывает лишь то, что мы можем сказать о Вселенной» [11].

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что «копенгагенизм» постулирует Вселенную, которая магически создается человеческой мыслью.

«Копенгагинистами» назывались сторонники Н. Бора, которые считали, что в основе природы лежит неопределенность (индетерминизм), а обсуждаемая особенность квантовой теории есть адекватное отображение этого мира. Именно этой точки зрения придерживались Бор, Гейзенберг, Борн, Дирак, Паули и многие другие.

Но существовало и другое мнение, а именно: в основе природы лежит какая-то разновидность детерминизма (определенности), например, статистического характера в духе скрытых параметров, которая пока ускользает из поля зрения исследователей. Такой точки зрения придерживались Планк, Эйнштейн, Де Бройль, Шредингер. Лоренц, которые с самого начала отвергали «копенгагенизм», настаивая на том, что в конце концов будет найден способ утвердить «реальность» даже в квантовом мире [12].

Сторонники детерминизма были против подобной точки зрения. Шредингер предложил интересный объект мысленного эксперимента, которым хотел показать неполноту квантовой механики при переходе от субатомных систем к макроскопическим.

В 1935 году немецкий журнал «Естественные науки» опубликовал оригинальную статью о «квантовой запутанности», объект исследований которой получил всемирно известное название «кот Шредингера» [13].

Кот Шредингера

В закрытый ящик помещен кот. В ящике есть механизм, содержащий радиоактивное ядро и емкость с ядовитым газом. Параметры эксперимента подобраны так, что вероятность того, что ядро распадется за один час, составляет 50 %. Если ядро распадается, это приведет механизм в действие: он разобьет емкость с ядовитым газом, и кот умрет. Согласно квантовой механике, если над ядром не производится наблюдение, то его состояние описывается суперпозицией (смешением) двух состояний – распавшегося ядра и нераспавшегося ядра, следовательно, кот, сидящий в ящике, и жив, и мертв одновременно. Возникла суперпозиция (наложение) двух разных состояний. Если же ящик открыть, то экспериментатор может увидеть только какое-нибудь одно конкретное состояние – «ядро распалось, кот мертв» или «ядро не распалось, кот жив».

Вопрос стоит так: когда система перестает существовать как смешение двух состояний и выбирает одно конкретное? Цель эксперимента Шредингера – показать, что квантовая механика неполна без некоторых правил, которые указывают, при каких условиях происходит коллапс волновой функции, и кот либо становится мертвым, либо остается живым, но перестает быть смешением того и другого.

Поскольку ясно, что кот обязательно должен быть либо живым, либо мертвым (не существует состояния, промежуточного между жизнью и смертью), это означает, что это верно и для атомного ядра. Оно обязательно будет либо распавшимся, либо не распавшимся. Другими словами, когда ящик открывается, Вселенная расщепляется на две разные вселенные, в одной из которых наблюдатель смотрит на ящик с мертвым котом, а в другой – наблюдатель смотрит на живого кота.

Копенгагенисты объяснили эту ситуацию следующим образом. По их мнению, пока ящик закрыт, система находится в обоих состояниях одновременно, в суперпозиции состояний «распавшееся ядро, мертвый кот» и «не распавшееся ядро, живой кот». А когда ящик открывают, происходит коллапс волновой функции одного из вариантов. То есть система перестает быть суперпозицией состояний и выбирает одно из них в тот момент, когда происходит наблюдение. Возникла мысль о том, что на выбор той или иной позиции из нескольких возможных влияет сознание наблюдателя.

Окончательного единства среди физиков по этому вопросу достигнуто не было.

Физик Стивен Хокинг однажды воскликнул: «Когда я слышу про кота Шредингера, моя рука тянется за ружьем!» Фактически Хокинг и многие другие физики придерживаются мнения, что «копенгагенская школа» интерпретации квантовой механики подчеркивает роль наблюдателя безосновательно.

Друг Вигнера

Теперь давайте взглянем на ситуацию глазами другого физика, находящегося за пределами лаборатории.

Физиком Юджином Вигнером, лауреатом Нобелевской премии по физике 1963 года, был рассмотрен парадокс, получивший название «друг Вигнера».

В эксперимент с котом он ввел категорию друзей.

Предположим, что Эрвин, друг Вигнера, находящийся в лаборатории, открыл коробку и обнаружил, что кот жив.

Эрвин «произвел измерение», и с точки зрения квантовой механики его следует включить в рассматриваемую систему «кот – устройство – исследователь».

Действительно, на более конкретном уровне Эрвин состоит из молекул, атомов и частиц (они же волны), которые подчиняются квантовым законам. Поэтому ему (Эрвину) соответствует некий вектор состояния.

Безусловно, мы все состоим из молекул, атомов, частиц (одновременно волн) и пока не сделаем выбор в экзистенциальном смысле, находимся в состоянии «может быть». И всегда в промежутках между выборами мы находимся в этом состоянии. Неслучайно древние говорили: «Существование предшествует сущности».

Для Эрвина волновая функция (квантовая неопределенность) разрушилась: кот на 100 % жив или на 0 % мертв. Однако Юджин, находящийся в коридоре, этого не знает. И с его точки зрения вся экспериментальная система, в том числе и Эрвин, продолжает находиться в состоянии «может быть».

Когда Эрвин высунет голову в дверь и крикнет: «Кот жив», вектор состояния (квантовая неопределенность) для Юджина разрушится.

В лаборатории на другом берегу океана другой физик с нетерпением ждет телефонного звонка от Юджина о результатах смертоносного эксперимента. С его точки зрения вектор состояния коллапсирует (неопределенность исчезнет), когда Юджин сообщит ему результат.

А для четвертого физика, который ждет сообщения от третьего, вектор состояния еще не коллапсировал.

Но все остальные друзья еще не признали кота живым и сделают это только тогда, когда им сообщат результат эксперимента. Таким образом, кота можно признать полностью живым только тогда, когда все люди в мире узнают результат эксперимента. До этого момента в масштабе большой Вселенной кот остается полуживым и полумертвым одновременно.

Напрашивается вывод: для Вселенной именно этот сигнал разрушает вектор состояния, иными словами, переводит квантовый объект в определенное состояние из множества возможных. Как показал Вигнер, многократно добавляя к системе новые внешние объекты, можно последовательно распространить эту неопределенность на всю Вселенную.

Рассмотренный парадокс является иллюстрацией задачи, называемой «наблюдение над наблюдателем». Сам Вигнер в качестве выхода из сложившейся парадоксальной ситуации предложил принять ключевую роль сознания наблюдателя в процессе квантовой редукции[9]9
  Редукция – упрощение, сведение сложного процесса к более простому.


[Закрыть].

Заметим, что речь здесь может идти только о «сознании» как о субъекте, но никак не о нервной системе и мозге человека. Значение этого аргумента в пользу существования сознающего «Я» человека, принципиально отличного от мозга, физического тела и в целом от того, что мы называем «материальным миром», и играющего первичную роль по отношению к этому материальному миру, трудно переоценить.

Так в каком же состоянии находился квантовый объект, измеренный оператором Эрвином, по отношению к внешнему наблюдателю Юджину?

Квантово-информационная концепция дает такой ответ. Перед измерением частица находилась в неопределенном состоянии. Поскольку оператор Эрвин является воспринимающим субъектом, акт квантовой редукции произойдет сразу же после измерения состояния частицы. Присутствие второго наблюдателя Юджина уже не может что-либо добавить или как-либо повлиять на результат эксперимента.

Если вместо оператора Эрвина в камере находится компьютер, ситуация становится принципиально иной. До того, как результат будет воспринят сознательным наблюдателем, он все еще не существует в однозначном виде. Он не определен. Согласно квантовой механике, свойства объектов не существуют до момента их измерения. Его переведет в то или иное состояние сознание наблюдателя! Именно оно заставит объект сделать выбор и перейти в определенное состояние из множества возможных.

Весьма авторитетные теоретики (Вигнер, Эспанья, Уилер, Эверет) разработали такой подход, в соответствие с которым сознание наблюдателя – такой же сущностный элемент наблюдаемой Вселенной, как и сама физическая Вселенная, и именно сознание наблюдателя (человека) творит Вселенную!

С этой точки зрения «принцип реальности» содержится не в физическом мире, а в плоскости сознания.

Единство человека и наблюдаемого им мира

Если прибор искажает то, что измеряет, то исследуемый квантовый объект необходимо изолировать от внешних воздействий. Но как изолировать, например, электрон от исследовательской аппаратуры? Насколько большим должно быть расстояние между изучаемым электроном и исследователем, если учесть, что электрон одновременно есть волна? Волна же распространяется в пространстве. В принципе, оно должно быть бесконечно большим. Только в этом случае исследуемая частица будет представлять собой самостоятельную физическую единицу.

На практике это невозможно, да и не нужно. В конце концов, все относительно. Можно представить электрон не самостоятельной единицей, а частью системы, которая включает в себя процессы подготовки, измерения, измерительные приборы и самого исследователя.

Именно так и происходит при изучении мироздания. Ученый невольно становится частью того, чего изучает, причем не пассивной, а весьма активной его частью. Это поняли, когда столкнулись с потрясающими феноменами, например, такими, как в двухщелевом эксперименте.

В атомной физике свойства объекта имеют значение только во взаимодействии этого объекта с наблюдателем. Исследователь решает, каким образом он будет осуществлять эксперимент и проводить измерения, и в зависимости от своего решения получает характеристику свойства наблюдаемого объекта. Если эксперимент проводится по-другому, то свойства наблюдаемого объекта тоже изменяются.

Таким образом, на уровне атома «объекты» могут быть поняты только в терминах взаимодействия между процессами подготовки и наблюдения. Конечным звеном цепочки всегда будет человеческое сознание.

Следовательно, в атомной физике ученый не может играть роль стороннего наблюдателя, он обречен быть частью наблюдаемого им мира до такой степени, что сам воздействует на свойства наблюдаемых объектов. Ученик Эйнштейна, известный теоретик Джон Уилер, считая активное участие наблюдателя самой важной особенностью квантовой теории, предложил заменить слово «наблюдатель» словом «участник».

По словам Уилера: «Самое важное в квантовом принципе – это то, что он разрушает представление о мире, „бытующем вовне“, когда наблюдатель отделен от своего объекта плоским стеклянным экраном толщиной в двадцать сантиметров. Даже для того, чтобы наблюдать такой крошечный объект, как электрон, приходится разбить стекло. Наблюдатель должен забраться под стекло сам, разместить там свои измерительные приборы. Он должен сам решить, что измерять – импульс или местонахождение. Если ввести туда оборудование, способное измерить одну из этих величин, это исключит возможность размещения аппаратуры, способной измерить другую. Более того, в процессе измерения изменяется состояние самого электрона. После этого Вселенная никогда не станет такой, какой она была раньше. Для того чтобы описать то, что происходит, нужно зачеркнуть слово „наблюдатель“ и написать „участник“. В каком-то непредвиденном смысле наша Вселенная – это участвующая Вселенная» [14].

Лауреат Нобелевской премии по физике Брайан Джозефсон как-то заметил, что в упорных поисках странных новых частиц физики, возможно, создают свою собственную реальность. Например, конкретная частица, названная аномалоном, обладает свойствами, меняющимися от лаборатории к лаборатории. Предполагают, что свойства этой частицы зависят от того, кто ее находит и создает.

А физик Э. Уолкер в своей книге «Физика сознания. Квантовый разум и значение жизни» пишет: «Мы открыли, что наблюдатель – доступный инструмент реальности, и мы соприкоснулись со своей собственной природой. Мы обнаружили постоянно действующее там сознание, смотрящее на нас как на актеров на сцене реальности и играющее роль писателя, пишущего пьесу, в которой мы играем» [15].

Благодарим за внимание.

Литература

1. Кэрролл Л. Крайон. Книга 2. Не думай как человек. Ченнелинг – ответы на насущные вопросы. К.: София, 2006.

2. Ацюковский В. А. Популярная эфиродинамика, или Как устроен мир, в котором мы живем. М.: Знание, 2006.

3. Ученый, заморозив свет, остановил настоящее // http://www.rususa.com/news/news.asp-nid-4218-catid-6-lang-rus

4. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1984.

5. Аксенов А. П., Пак В. В. Знахарь и ученый о чистой и нечистой силе. М.: Астрель, 1997.

6. Капра Ф. Дао физики. Исследование параллелей между современной физикой и мистицизмом Востока. СПб.: Орис, 1994.

7. Интервью с академиком Ф. Я. Шипуновым. Почему ошибочна теория относительности Альберта Эйнштейна? // На грани невозможного. 2001. № 10. С. 16.

8. Шипов Г. И. Теория физического вакуума. М.: Наука, 1996.

9. Фейнман Р. Фейнмановские лекции по физике. М.: Мир, 1997.

10. Заречный М. Квантово-мистическая картина мира. Структура реальности и путь человека. СПб.: Весь, 2007.

11. Уилсон Р. А. Квантовая психология. К.: Янус, 1999.

12. Акимов А. Е., Московский А. А. Квантовая нелокальность и торсионные поля. Препринт № 19. М.: МНТЦ ВЕНТ, 1991.

13. Кот Шредингера // http://ru.wikipedia.org/wiki/

14. Шелдрейк Р. Новая наука о жизни. М.: Рипол Классик, 2005.

15. Даброу П. Ф., Лапьер Д. П. Элегантное обретение силы. Эволюция сознания. СПб.: Весь, 2007.