В предыдущем посте я привел выдержки из книги американского физика Стивена Барра, где обсуждалась проблема о том, является ли человеческий разум лишь своего рода автоматом, следующим неким фиксированным правилам. Теперь мы обратимся к другой проблеме из этой же книги, а именно, является ли наш разум чисто физическим явлением. Является ли он просто формой движущейся материи? Поскольку материей и ее свойствами занимается физика, то естественно обратиться за ответом к ней. Может она включить самосознающего субъекта в свою картину мира, как какую-то ее деталь, или же он всегда будет оставаться за пределами этой картины? И вот, оказывается, что многие корифеи физики  – Эрвин Шредингер, Юджин Вигнер, Рудольф Пайерлс, Джон фон Нейман, Герман Вейль отвечали на этот вопрос отрицательно. Опираясь на квантовую теорию они утверждали, что человеческий разум невозможно свести к одной физике. 

 Стивен Барр в своей книге очень подробно объясняет те трудности, с которыми сталкивается физика при попытке включить человеческий интеллект в свои схемы. Я не буду эти рассуждения пересказывать подробно, передам только их суть.  

 Квантовая теория признана ныне основанием всей физики. Теория эта выдержала проверку временем. И тем не менее, она до сих пор остается загадочной и вызывает споры. Дело в том, что теория эта не предсказывает явления, а лишь вероятность явлений, она не говорит о том, что произойдет, а лишь о вероятности того или иного. Простейший пример того, как эта теория оперирует, касается радиоактивности. Например, если у нас есть какое-то количество радиоактивных атомов данного изотопа, то теория говорит нам, что через такое то время, называемое временем жизни данного изотопа, половина его ядер распадется. По прошествии двух таких сроков останется только четвертая часть из первоначального количества, через три срока – 1/8, и т.д. Какие из ядер распадутся за данное время, а какие нет, теория не говорит и сказать в принципе не может. Важно понимать, что это не какой то недостаток квантовой теории, который можно исправить, а фундаментальное свойство реальности. Она обретает характер достоверности только в нашем опыте, только в нем  происходит переход «из вероятья в правоту» (Б. Пастернак)? Или, говоря словами  квантовой механики в ее стандартной интерпретации, переход из вероятности в достоверность происходит на уровне наблюдателя. Этот самый «наблюдатель» совершенно неустраним из теории и, как ни крути, упорно остается за ее пределами. И этот факт не прошел мимо корифеев физики.

 Рудольф Пайерлс (Peierls):

«… предположение о том, что мы можем в физических терминах описать устройство человеческого существа… включая наши знания и сознание, никуда не годится. Что то отсутствует».

Юджин Вигнер (Wigner):

«В то время как существуют философские идеи, совместимые с современной квантовой механикой, материализм к ним не относится». 

 Взгляды, выраженные Вигнером и Пайерлсом основываются на аргументации, впервые высказанной великим математиком и физиком Джоном фон Нейманом и получивших дальнейшее развитие у Фрица Лондона и Эдмонда Бауэра. 

 Вот краткое изложение тезисов Лондона-Бауэра.

1. Квантовая теория оперирует гипотетическими возможностями событий и дает их относительные вероятности.

2. Для того, чтобы соотнести эти гипотетические возможности с миром фактов, «наблюдатель» должен их зарегистрировать, выражаясь научным языком,  сделать измерения.

3. Измерение считается завершенным, когда наблюдатель высказал суждение о факте, т.е. приобрел знание о том, какая из предсказанных возможностей реализовалась.

4. Получается, что наблюдателя делает наблюдателем разумный акт, связанный с осознанием происшедшего.

5. Этот акт не может быть включен в теорию непротиворечивым образом, поскольку теория дает нам лишь вероятности, в то время, как наблюдения дают определенные результаты. Иными словами, наблюдателя нельзя заменить прибором, факт только тогда становится фактом, когда он входит в чье-то сознание. 

Sir Rudolf Peierls

Снова Пайерлс:

«… квантово-механическое описание происходит в терминах знания, а знание требует того, кто знает ».

 Следуя фон Нейману (von Neumann) и Вигнеру, Барр подробно разбирает процесс наблюдения. Границу между наблюдаемым и наблюдателем можно двигать в ту или другую сторону, в зависимости от того, к какой категории причислять наши органы восприятия, включая мозг с его нейронами. Однако, эта граница никогда не исчезает, сколь бы далеко мы ни двигались вглубь нашего организма с его физиологическими процессами, наблюдатель всегда остается за пределами физики. Поэтому Вигнер и определяет наблюдателя, как сознание, поскольку лишь оно может знать.

John von Neumann

Вигнер:

«Заключение о том, что современная философия квантовой механики останется  постоянной составляющей физических теорий, может оказаться преждевременным, но, вне зависимости от того, как в будущем будут развиваться наши концепции,  представляется замечательным, что сам процесс исследования внешнего мира привел к выводу о том, что содержание сознания является последней реальностью» (Ю. Вигнер, «Симметрии и Рефлексии»).  

 

PS. Следуя недоуменным вопросам  моего друга Алеши Бурова,  я дерзну высказать свою точку зрения на рассмотренный выше вопрос.

 Строго говоря, наука занимается поиском корреляций между событиями. Если отбросить все вспомогательные понятия, типа элементарных частиц и атомов, которыx мы не видим, рассуждения, термины, уравнения и т.д., то можно свести любую проблему к вопросу :»Если в данную минуту мы воспринимаем мир вот таким, то каким он будет выглядеть для нас через такое-то заданное время, через минуту, час, день?” Вся упомянутая выше машинерия науки совершенно необходима для того, чтобы эффективно делать такие предсказания, причем для всех, а не только для людей вооруженных какой-то теорией. Однако при этом надо понимать, что определенность наблюдений или, лучше сказать, наших восприятий лишь кажущаяся, поскольку мы видим мир в огрубленной форме, не различая микроскопических деталей. Поэтому вполне возможно, что никакой абсолютной определенности, постулируемой выше, никакого коллапса волновой функции на самом деле не происходит.

 Физиков живо интересует вопрос, может ли макроскопический объект пребывать в состоянии квантовой суперпозиции. И ответ, экспериментальный, опытный ответ – да, может. Конечно, мы наблюдаем  не кота Шредингера, а сверхпроводящий q-bit, где фаза конденсата осциллирует между двумя макроскопическими кусочками сверхпроводника, разделенными пространством. Надежды на построение квантового компьютера связаны с тем, что эти осцилляции могут продолжаться достаточно долго, но проблема в том, что удержать систему в таком состоянии сложно, поскольку, как только возникает общение со внешним миром, когерентность исчезает, осцилляции прекращаются. Аналогией тут является трение. Тело, представленное само себе, будет двигаться по прямой с постоянной скоростью, но на нашей грешной Земле тела самим себе редко предоставляют.