1 Сверхинтуиция и корреляции с будущим в Квантовой концепции сознания
 Скачать 366.4 Kb.
|
|
1 Сверхинтуиция и корреляции с будущим в Квантовой концепции сознания Менский М.Б. Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН, Ленинский просп. 53, 119991 Москва, Россия Email: mensky@lpi.ru http://arxiv.org/abs/1407.2627 Обсуждается роль квантовой информации в рамках Квантовой концепции сознания (Quantum Concept of Consciousness, QCC), основанной на многомировой интерпретации квантовой механики (эвереттовская интерпретация). В рамках QCC проанализировано явление сверхинтуиции, объясняющее в частности великие научные прозрения как своего рода «интеллектуальную машину времени». Критически рассматривается недавно выcказанное мнение, что появление сверх- интуиции требует переноса квантовой информации, а это запрещено невозможностью «квантового клонирования». Показано, что фактически появление в QCC явления сверхинтуиции требует не передачи квантовой информации, но лишь корреляции различных ее фрагментов. Реальные примеры научных прозрений, отмеченных известными учеными, наводят на мысль, что признак корреляции в этом случае - сильные положительные эмоции, которые можно назвать когнитивной эйфорией. Содержание 1. Введение 2 2. Реальности в интерпретации Эверетта 4 2.1 Измерения: сосуществование макроскопически различимых состояний 4 2.2 Эверетт: Сосуществование различимых классических реальностей 6 3. Квантовая концепция сознания и сверхинтуиция 8 4. Сверхсознание как чистое существование 9 4.1 Разделение альтернативных классических реальностей как декогеренция окружением 10 4.2 Сверхсознание (бессознательное) как чистое существование 11 2 5. Квантовая информация и корреляции 13 5.1 Проблема переноса квантовой информации 13 5.2 Корреляция вместо переноса квантовой информации 15 5.3 Когнитивная эйфория 18 6. Заключительные замечания 19 Ключевые слова: интерпретация Эверетта, квантовая информация, квантовые корреляции, декогеренция, квантовое сознание, сверхинтуиция, когнитивная эйфория, принцип жизни. 1 Введение Квантовая механика имеет в своих истоках много концептуальных проблем [Boh49, Neu55, WZ83, Wig61, Bel64], которые не решены до сих пор. Эти проблемы известны как проблема измерения, так как они проявляются при рассмотрении процедуры измерения в рамках формализма квантовой механики. Действительно, этот формализм приводит к парадоксальному заключению, что состояния измерительных приборов, соответствующие различным результатам измерения, хотя и различаются в макроскопическом масштабе, но должны сосуществовать (с формальной точки зрения – быть в суперпозиции). Наиболее распространенная так называемая копенгагенская интерпретация квантовой механики вводит постулат редукции, согласно которому исчезает суперпозиция макроскопически различимых состояний и остается лишь одна компонента этой суперпозиции. Однако постулат редукции фактически противоречит формализму квантовой механики и поэтому нарушает логику всей теории. В середине 20-го века американский физик Хью Эверетт [Hugh Everett] предложил другую интерпретацию квантовой механики [Eve57, DG73, Deu97, Men00b, Gri13], согласно которой макроскопически различимые состояния действительно сосуществуют (в смысле суперпозиции), что качественно отличает квантовое понятие реальности от понятия реальности в классической теории. Квантовая действительность представлена в Эвереттовской интерпретации как сосуществование различимых классических реальностей (миров Эверетта), 3 которые с классической точки зрения являются взаимоисключающими. Поэтому интерпретацию Эверетта часто называют многомировой интерпретацией. 1 Автор настоящей статьи предложил Квантовую концепцию сознания (QCC), или Расширенную концепцию Эверетта [Men00b, Men05, Men07a, Men07b, Men11], используя интерпретацию Эверетта для лучшего понимания сознания и бессознательного (подобного коллективному бессознательному Карла Юнга). Согласно QCC, помимо обычного сознательного восприятия реальности, когда доступна только одна классическая реальность (из тех, что образуют суперпозицию квантовой реальности), при определенных условиях может появиться сверхсознание, имеющее доступ ко всей квантовой реальности, то есть ко всем сосуществующим классическим реальностям. Самое полное представление о концепции смотрите в [Men10], а текущее обсуждение различных ее аспектов – в [Men13, Zeh13, Pan13, Nam13]. Доступ сверхсознания ко всем альтернативам (альтернативным классическим реальностям) делает возможным сверхинтуицию, или прямое видение истины, недоступное обычному сознанию (без помощи сверхсознания). В частности, у сверхинтуиции есть доступ к информации, которая появится в будущем, но еще не существует в настоящем (см. ниже в разделе 3). В статье [Pan13] А.Д. Панов указывается на трудность, с которой может столкнуться гипотеза о сверхинтуиции. В словесном изложении гипотезы сверхсознания утверждается, что у сверхсознания есть доступ к информации обо всех альтернативах, включая и те, которые касаются будущего, и эта информация может использоваться в настоящем, в состоянии нормального сознания. Такую формулировку можно понимать как утверждение о переносе квантовой информации из одной пространственно-временной области в другую. Трудность может следовать из теоремы о невозможности квантового клонирования. Эта теорема запрещает в частности перенос квантовой информации из одной пространственно-временной области в другую без разрушения квантовой информации в той области, где эта информация существует до переноса. Таким образом, явление сверхинтуиции, как кажется, должно разрушить информацию в будущем. В статье [Pan13] показано, что эта трудность может быть преодолена, если предположить, что любая квантовая информация дублируется в форме классической информации. 1 Однако этот термин фактически вводит в заблуждение, см. раздел 2.2. 4 В данной работе мы покажем, что никакие дополнительные предположения не требуются, так как такого рода трудности в действительности не существуют для гипотезы сверхинтуиции в QCC. Причина в том, что возникновение сверх- интуиции требует не передачи квантовой информации, а лишь обнаружения корреляции между фрагментами квантовой информации в различных областях пространства-времени. Наблюдение реальных примеров сверхинтуиции показывает, что корреляция, возникающая в этом явлении, сопровождается сильной положительной эмоциональной окраской, которую можно назвать когнитивной эйфорией. Когнитивная эйфория играет важнейшую роль в ключевые моменты научной работы, связанные с открытием качественно новых подходов (парадигм) для решении научных проблем. 2 Реальности в интерпретации Эверетта Квантовая концепция сознания была первоначально сформулирована в словесной форме. Однако, очевидно актуальной является задача расширить или приспособить математический формализм квантовой механики, чтобы охватить QCC. Рассмотрим здесь возможное решение этой задачи (см. также [Men13]). 2.1 Измерения: сосуществование макроскопически различимых состояний Квантовая теория измерений имеет дело с ограниченными системами. Кроме измеряемой системы , рассматривается и другая система (измерительный прибор, или измеряющее окружение). Взаимодействие обеих систем устроено специальным образом, а именно: по прошествии некоторого заданного промежутка времени (времени измерения) по состоянию измерительного прибора можно судить о состоянии измеряемой системы. В простейшем случае измерительный прибор различает друг от друга состояния i , i = 1, 2,... измеряемой системы, которые обладают специальными свойствами по отношению к данному измерению (базис, образуемый этими состояниями, называется "стрелочным базисом", по-английски "pointer basis"). В терминах полной системы, включающей как измеряемую подсистему, так и ее 5 окружение (измерительный прибор), это означает, что начальное состояние вида 0 i за время измерения меняется следующим образом: i i i U 0 Здесь 0 - специальным образом выбранное начальное состояние прибора, U - оператор эволюции полной системы (которая предполагается замкнутой) за время измерения, а i , i = 1, 2,..., - состояния прибора, свидетельствующие о том, что измеряемая система находится в соответствующем состоянии из стрелочного базиса. В силу линейности оператора эволюции U, для произвольного состояния измеряемой системы i i i c эволюция за время измерения происходит по закону i i i i i i i c c U 0 (1) Именно этот закон порождает известные квантовые парадоксы. Причина этого в том, что состояния (макроскопического) прибора i , i =1, 2,… должны быть макроскопически различимы, так что после измерения полная система находится в суперпозиции макроскопически различимых состояний i i i , i=1, 2,.... Можно сказать, что макроскопически различимые состояния должны, в соответствии с этим законом, сосуществовать. В случае парадокса кота Шрёдингера (в котором кот играет в сущности роль измерительного прибора) конечное состояние полной системы включает суперпозицию двух состояний, в одном из которых кот жив, а в другом - мертв. Другими словами, квантовомеханический анализ неизбежно приводит к выводу, что могут (должны) существовать такие состояния, в которых кот в одно и то же время и жив, и мертв. В общей форме линейный характер закона квантовомеханической эволюции гарантирует, что макроскопически различимые состояния могут и даже должны сосуществовать (быть компонентами суперпозиций). 6 2.2 Эверетт: сосуществование различимых классических реальностей В так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики предполагается, что после измерения состояние полной системы описывается не суперпозицией, как в формуле (1), а с вероятностью 2 i i c p переходит в i-ую компоненту этой суперпозиции. Этот (фактически неоправданный) переход называют редукцией квантового состояния или коллапсом волновой функции. Это предположение легко принимается нашей интуицией и совместимо с результатами всех экспериментов. Поэтому копенгагенская интерпретация может быть принята для расчета вероятностных предсказаний (если должны быть предсказаны вероятности различных результатов измерений). Однако, как показывает анализ, проведенный в разделе 2.1, предположение о редукции состояния несовместимо с математическим формализмом квантовой механики (а именно, с линейным характером эволюции квантовых систем). Поэтому редукция (и копенгагенская интерпретация) не может быть принята, если мы хотим знать, что происходит в реальности. Понятия сверхсознания и сверхинтуиции, появляющиеся в рамках Квантовой концепции сознания (см. раздел 3 ниже), показывают, что это не абстрактное (философское) утверждение, но такое, которое может быть проверено в ходе наблюдения работы сознания и подсознательного. Американский физик Хью Эверетт был первым, кто посчитал [Eve57], что математический формализм квантовой механики является более надежным ориентиром, чем наша интуиция, и принял предположение, что при измерении возникает состояние вида (1), то есть что суперпозиция макроскопически различимых состояний возникает с необходимостью. Это приводит к интерпретации квантовой механики, которая называется интерпретацией Эверетта. Для нашей интуиции, воспитанной на опыте наблюдения макроскопических (то есть классических) систем, действительно трудно принять это предположение, поэтому оно нуждается по крайней мере в пояснении. Известный физик Брайс ДеВитт предложил [DG73] словесную формулировку, которая помогает принять интерпретацию Эверетта. Согласно этой формулировке, после измерения имеется совокупность классических миров (эвереттовских миров), но в каждом из миров реализуется лишь один результат измерения, (например, в i-ом мире возникает состояние i i ). 7 Предполагается, что для каждого наблюдателя существует "двойник", или "клон" в каждом из эвереттовских миров. С вероятностью 2 i i c p наблюдатель отождествляет самого себя с соответствующим (i-ым) своим двойником. Он видит, разумеется, лишь один (i-ый) результат измерения, и при обмене информацией с любым другим наблюдателем каждый раз имеет дело с i-ым двойником этого наблюдателя, который видит тот же самый (i-ый) результат измерения. Таким образом, каждый наблюдатель видит вокруг себя классический мир, и наблюдения различных наблюдателей согласованы. Такое словесное описание ситуации как сосуществования многих миров обладает определенными психологическими преимуществами и как правило принимается адептами интерпретации Эверетта. Поэтому ее стали называть многомировой интерпретацией. Однако при этом легко возникает ошибочное умозаключение, которое, по-видимому, надолго затормозило принятие интерпретации Эверетта научным сообществом. Поясним этот пункт. При использовании картины многих (эвереттовских) миров приходится говорить, что классический мир, наблюдавшийся перед измерением, расщепляется на множество миров, по одному для каждого результата измерения. Для людей, недостаточно глубоко проникших в суть интерпретации Эверетта, это вызывает отторжение, ибо превращение одного мира в несколько (а как правило в бесконечное множество) миров представляется очевидно невозможным. Интерпретация Эверетта кажется при этом совершенно неприемлемой (говорят, например, о несохранении энергии в этой интерпретации, что, разумеется, совершенно неверно). Чтобы избежать этой трудности, гораздо лучше говорить не о многих классических мирах, а о многих классических реальностях. Множество классических реальностей, в их совокупности, характеризует единственную квантовую реальность материального мира, квантового по своей природе [Men00b]. Никакого расщепления мира при измерении не происходит. Просто состояние нашего квантового мира принимает форму, определяемую уравнением (1). Это состояние описывает квантовую реальность мира после измерения, которая представляется совокупностью классических реальностей (взаимно несовместимых друг с другом с классической точки зрения). 8 3 Квантовая концепция сознания и сверхинтуиция Таким образом, согласно интерпретации Эверетта [Eve57, DG73], в общем случае состояние квантовой системы является суммой векторов состояния, соответствующих макроскопически различимым состояниям. Это можно сформулировать как утверждение, что квантовая реальность описывается суперпозицией векторов состояний, соответствующих различным классическим реальностям [Men00b]. Упрощенно можно представить такую суперпозицию как сумму i i i 2 1 (2) где векторы состояний i при различных значениях индекса i обозначают различные классические реальности, тогда как вектор описывает полную квантовую реальность. Такая формулировка интерпретации Эверетта служит основанием Квантовой концепции сознания (QCC), предложенной автором настоящей статьи [Men00b, Men05, Men07a, Men07b] 2 . В ней предполагается, что различные классические реальности воспринимаются сознанием раздельно друг от друга, так что, воспринимая одну из них, человек (а на самом деле любое живое существо) не воспринимает остальные (формирующие квантовую реальность в ее цельности). Это создает впечатление (являющееся на самом деле иллюзией), что существует вообще лишь одна классическая реальность. Однако в действительности реальность нашего мира квантовая, то есть все альтернативные классические реальности в нем сосуществуют. Следовательно, в принципе может существовать способ для человека каким-то образом получить доступ к "другим" классическим реальностям. Согласно QCC, этот доступ возникает, если включается внеперсональное "сверхсознание". Это может произойти, когда выключено персональное сознание или параллельно с ним. Ясно, что информация, почерпнутая из состояния , доступная для сверхсознания, является в огромной степени более полной и более точной, чем 2 Это можно также назвать Расширенной концепцией Эверетта. 9 информация, содержащаяся в субъективно воспринимаемой классической реальности i , доступной сознанию. Эволюция во времени вектора состояния (представляющего квантовую реальность), согласно квантовой механике, является линейной (описывается унитарным линейным оператором эволюции или уравнением Шрёдингера), и эволюция эта обратима. Это значит, что все моменты времени с точки зрения этого состояния (т.е. с точки зрения квантовой реальности) равноправны, и если состояние задано в некоторый момент времени, то в принципе оно известно и в любой другой момент. Поэтому для сверхсознания доступна "сверх- информация", содержащая сведения обо всех возможных классических реальностях мира, и не только в настоящем, но и в прошлом, и в будущем. Это, в частности, делает для сверхсознания возможным такую функцию, как сверхинтуиция, или непосредственное видение истины, истины, недоступной для сознания, но существующей в квантовой реальности (в общем случае не обязательно в настоящем, но, возможно, в прошлом или в будущем). Простым примером сверхинтуиции является научное прозрение, которое подсказывает ученому, какое решение проблемы (или какой путь к решению проблемы) является правильным. Сверхинтуиция, внушенная сверхсознанием, всегда безошибочна, даже если обычными методами вывод об этом будет получен лишь в будущем. 4 Сверхсознание как чистое существование В разделе 3 сознание и сверхсознание были определены словесно. Сознание - это такое восприятие квантового мира, в котором различные классические реальности квантового мира (классические проекции этого мира) разделены друг от друга. Сверхсознание - это доступ ко всем (или, по крайней мере, ко многим) классическим реальностям, формирующим квантовую реальность. Посмотрим, какие квантовомеханические формулы можно сопоставить этим словесным определениям [Men13]. 10 4.1 Разделение альтернативных реальностей как декогеренция окружением Под сознанием мы понимаем такое восприятие квантового мира, при котором различные его классические проекции (альтернативы) разделены, то есть восприятие одной из них исключает восприятие остальных. Что может соответствовать этому в квантовом формализме? Совершенно очевидно, что разделению классических реальностей соответствует явление декогеренции, то есть переход чистого состояния квантовой системы в смешанное состояние, как следствие взаимодействия квантовой системы с ее окружением. Декогеренция приводит к тому, что состояние системы вместо вектора состояния описывается матрицей плотности [Zeh96] (см., также [Men00a]). Такая ситуация возникает в частности при квантовом измерении, когда состояние одной квантовой системы (измеряемой) отражается в состоянии другой системы (измерителя). Структура состояния полной системы, возникающая при измерении, описана в разделе 2.1. Применительно к вопросу, который мы обсуждаем сейчас, измерителем является мозг человека, так как в его состоянии отражается состояние внешнего мира. Обозначим состояние мозга (или, быть может, некоторой его части) через . Измеряемой (воспринимаемой) системой является все, что находится вне мозга (или упомянутой его части), в том числе остальная часть тела и внешний мир. Состояние этой внешней системы мы будем обозначать через . Тогда, согласно разделу 2.1, в результате взаимодействия двух упомянутых подсистем состояние полной системы (квантового мира как целого) принимает вид 3 i i i i i i c Если нас интересует лишь состояние измерителя (в данном случае мозга), то следует просуммировать по всем состояниям измеряемой системы (внешнего мира). Чтобы сделать это корректно, следует от вектора состояния перейти к соответствующей матрице плотности и взять частичный след этой матрицы по состояниям i измеряемой системы (см., например, [Men00a]). В результате для состояния измерителя (мозга) получаем матрицу плотности 4 3 Разумеется, мы чрезвычайно сильно упрощаем картину, но при этом выделяем существенные ее аспекты. 4 Мы предполагаем, что состояния i ортонормированны. 11 i i i i c 2 (3) Это значит, что с вероятностью p i = |c i | 2 мозг находится в состоянии i , причем это состояние мозга означает, что внешний мир находится в состоянии i (с тем же значением индекса i). Переход в описании измерителя (мозга) от вектора состояния к матрице плотности ρ называют декогеренцией измерителя под влиянием окружающей его среды (остальная часть мира). Таким образом, мы приходим к описанию, в котором альтернативные реальности i i i i c несовместимы друг с другом. Это корректное описание того, как работает сознание человека, то есть как в состоянии его мозга (или некоторого участка мозга) отражается состояние внешнего мира (включая состояние остальной части тела) 5 . Хотя и с существенными упрощениями, мы все- таки вывели это описание в рамках обычного квантового формализма. 4.2 Сверхсознание (бессознательное) как чистое существование Сверхсознание - это доступ к квантовому миру без разделения классических альтернатив, формирующих квантовую реальность всего мира. Это доступ ко всем классическим альтернативам одновременно. Его можно описать формулой (2). Эта формула представляет состояние целого мира, а не только воспринимающего этот мир мозга. Альтернативы – это классические картинки квантового мира (классические проекции его состояния), при этом альтернативы не разделяются, они не исключают друг друга, а наоборот, сосуществуют. Эта формула подсказывает некоторые аспекты явления сверхсознания, которые не полностью отражаются в словесной формулировке QCC. Вот главное 6 , что подсказывается видом формулы (2) 5 Все проделанные рассуждения относятся к восприятию квантового мира любым живым организмом, хотя слова "сознание" и "мозг" необходимо, в общем случае, заменить более адекватными терминами. 6 См. также [Men13] 12 1. Сверхсознание (бессознательное) — это не измерение (наблюдение состояния одной ограниченной системы при помощи другой ограниченной системы), а само состояние, причем состояние целого мира. Можно сказать, что сверхсознание, или бессознательное, - это не что иное как само существование. 2. Сверхсознание внеперсонально, в отличие от сознания, которое всегда персонально. Вполне вероятно, что сверхсознание — это именно то, что Карл Юнг называл коллективным бессознательным. 3. Для человека в состоянии сверхсознания (бессознательного) нет разделения на внутреннее и внешнее. В этом состоянии понятие «Я» становится абстрактным, внеперсональным и отождествляется с понятием «мир». Это отождествление в явном виде провозглашается в описании того, к чему приходит йог в результате очень глубокой медитации 7 Нетрудно понять, что это состояние «Я» = «целый мир» (включая квантовые черты мира) естественным образом отождествляется также с понятием Бога, которое возникает в различных религиях (точнее, с тем общим, что остается во всех религиях, если опустить детали, обусловленные исторически или введенные для наглядности концепции и привлечения к ней более широкого круга людей). Человек, погрузившийся в глубокую медитацию (включивший сверхсознание), становится равным Богу. Ему становится доступной и сверхинтуиция (прямое видение истины), и даже управление субъективной реальностью (то есть тем, в какой из альтернативных классических реальностей он окажется после возвращения в состояние обычного сознания). Размышления об этих вопросах можно найти в книге [Men10]. 5 Квантовая информация и корреляции Понятие квантовой информации играет важную роль в QCC. Это может приводить к проблеме в связи с теоремой о невозможности квантового клонирования, так как перенос квантовой информации невозможен. Однако, для QCC важен не перенос, а только корреляция между фрагментами квантовой информации, так что проблемы фактически не существует. 7 Буддисты считают свою философию не религией, а наукой о сознании, причем наукой экспериментальной, только эксперименты они проводят не с приборами, а с процессами в сознании. 13 5.1 Проблема переноса квантовой информации Рассмотрим более детально частный случай сверхинтуиции, когда озарение возникает за счет того, что информация, с которой сознание может встретиться лишь в будущем, становится доступной для сверхсознания и используется уже в настоящем. Математически это описывается операцией посткоррекции [Men07b], фактически же явление выглядит так, как если бы некоторая информация переносилась из будущего в настоящее. Это явление можно назвать машиной времени, порожденной жизнью (life-originated time machine). В связи с предположением об этом типе сверхинтуиции возникает [Pan13] одна проблема или возражение. Дело в том, что в квантовой механике имеет место теорема о невозможности квантового клонирования. Согласно этой теореме невозможно создать такое устройство, которое бы произвольное состояние некоторой системы превратило в состояние ,то есть «клонировало» бы вектор состояния этой квантовой системы. Теорема о невозможности квантового клонирования является следствием того, что эволюция любой квантовой системы линейна. Предположим, что мы создали некоторую систему, состояние которой описывается вектором A , где первый множитель представляет некоторое конкретное состояние подсистемы, которую мы хотим клонировать, а второй - ее окружение, включающее аппаратуру для клонирования. Тот факт, что эта аппаратура клонирует данное состояние подсистемы, означает, что за некоторое время состояние всей системы изменится следующим образом: A A Стрелка обозначает здесь действие оператора эволюции в течение заданного времени. Предположим, что созданная нами система правильным образом действует в случаях, когда исходное состояние подсистемы имеет вид 1 или 2 . Это значит, что имеют место следующие законы эволюции этих двух состояний: 1 1 1 1 A A , 2 2 2 2 A A Тогда, учитывая, что закон эволюции линеен, мы получаем для начального состояния вида 2 1 следующий закон эволюции: 14 2 2 2 1 1 1 2 1 A A A Видно, что даже если A A A 2 1 , токонечное состояние системы имеет вид A 2 2 1 1 тогда как закон клонирования требует, чтобы возникало состояние A A 1 2 2 1 2 2 1 1 2 1 2 1 Значит, даже если система клонирует любые два состояния, она не может клонировать их сумму. Другими словами, невозможно создать систему, которая производит клонирование любого состояния, подаваемого на вход. Квантовое клонирование произвольного (заранее неизвестного) состояния невозможно. Перейдем теперь к выводам, которые следуют из этого факта для квантовой информации. Квантовая информация, в отличие от классической, представляется вектором состояния некоторой реальной квантовой системы. В реальных информационных системах, преобразующих квантовую информацию, используют как правило кубиты. Кубит (квантовый бит) представляет собой систему, которая может находиться в одном из двух состояний 0 и 1 , а также и в любой их линейной комбинации. Это может быть, например, фотон, где в качестве 0 и 1 могут быть две его поляризации. Но и произвольное состояние произвольной квантовой системы представляет некоторую квантовую информацию. Отличие от классической информации состоит в том, что задание квантовой информации означает реальное существование конкретной материальной системы, несущей эту информацию, тогда как классическая информация - это текст, который можно записать на любом носителе, переписать на любой другой носитель и размножить в любом количестве экземпляров. Если вектор состояния нельзя клонировать, то нельзя дублировать квантовую информацию, а затем перенести куда бы то ни было один из возникших ее экземпляров, оставив второй неизменным. Правда, с помощью процедуры, которая называется квантовой телепортацией, квантовую информацию можно перенести из одной области в другую. Но после такого 15 переноса квантовая информация в исходной области обязательно искажается, так что дублирования (клонирования) не происходит. В контексте QCC это означает, что невозможно перенести какую бы то ни было квантовую информацию ни из будущего в настоящее, ни вообще из одной классической альтернативы в другую. Казалось бы, это запрещает использование информации, которая возникает в будущем, для корректировки (посткоррекции) настоящего [Pan13]. Это, однако, не совсем верно. Тщательный анализ показывает, что сверх- интуиция требует не переноса из будущего в настоящее квантовой информации, а корреляции между некоторой квантовой информацией в будущем с квантовой информацией в настоящем. Поэтому ключевую роль в явлении сверхинтуиции играет не квантовая информация как таковая, а корреляция двух фрагментов квантовой информации, один из которых находится в настоящем, а второй - в будущем. Это не запрещено теоремой о невозможности квантового клонирования. 5.2 Корреляция вместо переноса квантовой информации Покажем, что при работе сверхсознания имеет место не перенос квантовой информации, а корреляция различных фрагментов квантовой информации. Хотя это утверждение является общим для различных явлений, связанных со сверхсознанием, удобно продемонстрировать эту мысль на конкретном примере. Рассмотрим для этого научное прозрение, которое позволяет ученому решать проблемы, требующие для своего решения принципиально новых подходов, новых парадигм. Чтобы было возможным найти эффективный подход к решению сложной проблемы, в мозгу ученого должна сложиться конфигурация, которая позволяет эту проблему решить. Охарактеризуем наиболее общие компоненты такой конфигурации и сравним ее с конфигурацией в мозгу ученого, который уже знает решение проблемы (это другой ученый или даже тот же самый, но через определенное время, когда решение данной проблемы, наконец найдено). В будущем, когда эта проблема уже будет решена, в мозгу ученого будет находиться конфигурация, содержащая четыре компоненты: • формулировка самой проблемы; 16 • утверждение, что данная проблема решена; • формулировка S ее решения; • метод M, приведший к ее решению. В настоящем, в мозгу ученого, работающего над проблемой, тоже содержится некоторая относящаяся к ней конфигурация, однако она имеет другие компоненты: - формулировка самой проблемы; - утверждение, что данная проблема еще не решена; - формулировки ее возможных решений (скажем, S 1 , S 2 , …); - методы, которые, возможно, могут привести к ее решению (скажем, M 1 , M 2 ,…) В обоих случаях перечисленные компоненты характеризуют квантовое состояние мозга, то есть соответствующую квантовую информацию. В силу теоремы о невозможности квантового клонирования, квантовую информацию из будущей конфигурации нельзя перенести в настоящее. Однако сверхсознание, имея доступ ко всем альтернативным классическим реальностям во все времена, может установить корреляцию между будущей и настоящей интеллектуальными конфигурациями. Оказывается, что этого достаточно, чтобы (при достаточной квалификации ученого) привести его к догадке о правильном решении или правильном методе, который ведет к решению данной проблемы. Исходным пунктом, играющим роль запроса к сверхсознанию, является формулировка проблемы, известная ученому в настоящем. Имея доступ ко всем альтернативам во все времена, сверхсознание совершает следующие шаги, представляющие сначала минимальную, а потом более глубокую корреляцию между квантовой информацией в настоящем и в будущем: - сверхсознание ищет все альтернативные конфигурации, в которых формулируется именно эта проблема; - среди найденных конфигураций ищет ту, в которой данная проблема решена. Эта процедура выделяет в будущем некоторую альтернативу, в которой содержится квантовая информация, подходящим образом коррелирующая с информацией, на которой основан запрос. Вообще говоря, таким образом 17 выделяется не единственная альтернатива, но для простоты мы будем говорить лишь об одной. В найденном таким образом фрагменте квантовой информации (просто в силу стандартной научной методологии) имеется не только формулировка заданной проблемы, но также формулировка S ее решения, и метод M, приведший к ее решению. Сверхсознание пытается найти корреляцию между этими аспектами квантовой информации в будущем и в настоящем. Это должна быть корреляция между квантовой информацией, во-первых, в будущем (решение проблемы S и метод M, приведший к решению) и, во-вторых, в настоящем (попытки решений S 1 , S 2 ,… и предварительные методы решения M 1 , M 2 ,…). Возможно, что никакой корреляции не найдено. Тогда сверхсознание не может помочь ученому найти решение. Возможно, что проблема некорректно сформулирована и не имеет решения в этой формулировке, а возможно, что сверхсознание данного ученого недостаточно эффективно и не может получить доступ к необходимым альтернативным реальностям. Однако в некоторых случаях сверхсознание обнаружит, что решение S совпадает (коррелировано) с одним из предварительных решений S a , которые данный ученый уже обдумывал. Тогда, возвращаясь в состояние обычного сознания, ученый осознает, что это совпадение (то есть корреляция) позволяет ему отбросить остальные попытки решения и остановиться на решении S a . Тем самым оказывается, что он знает решение, хотя не может доказать, что это действительно правильное решение. Его осенила гениальная догадка, сработала сверхинтуиция. Возможно, что готового решения S среди вариантов S 1 , S 2 ,… не обнаруживается, но среди тех методов решения M 1 , M 2 ,… , которые ученый обдумывал, обнаруживается метод M b , совпадающий с тем методом M, который в будущем должен привести к правильному решению. Тогда ученый, еще не зная решения проблемы, знает, тем не менее, как надо действовать, чтобы ее решить. Если квалификация его достаточна, то он через некоторое (возможно, немалое) время придет к правильному решению проблемы. В этом случае также ключевую роль сыграла сверхинтуиция. 18 5.3 Когнитивная эйфория В разделе 5.2 мы использовали выражение "обнаружена корреляция" (корреляция между решениями или между методами решения проблемы). Но что это значит? Как сверхсознание «говорит» ученому (в состоянии обычного сознания), что найдена корреляция? Свидетельства великих ученых, испытавших сверх- интуицию, позволяют предположить, что роль таких подсказок, или маркеров обнаруженной корреляции, играют специфические положительные эмоции. В самом деле, во всех случаях гениальная догадка, или сверхинтуиция, сопровождается, во-первых, полной уверенностью, что догадка правильна, и, во- вторых, сильнейшими положительными эмоциями. Назовем этот комплекс переживаний когнитивной эйфорией. Как способ маркировки корреляций, когнитивная эйфория играет важнейшую роль в дальнейшей работе ученого над проблемой. Если найдена окончательная формулировка решения проблемы, тогда как доказательства его еще нет, то когнитивная эйфория помогает поверить именно в это решение и не тратить время на ложные варианты. Если найден лишь метод решения, а не формулировка решения, то когнитивная эйфория необходима для того, чтобы обрести решимость работать, возможно, очень трудно и долго, используя именно данный метод и будучи уверенным в правильности выбранного пути. Описанная выше схема действия сверхсознания позволяет объяснить тот нетривиальный факт, что сверхинтуитивная догадка приходит лишь к тому, кто до этого серьезно работал над проблемой, пользуясь обычными рациональными методами, то есть используя обычное сознание. Без такой предварительной проработки ученый не будет иметь в своем распоряжении ни набора возможных решений S 1 , S 2 ,… ни возможных методов M 1 , M 2 ,… решения проблемы. Если бы было возможно переносить из будущего квантовую информацию в настоящее, то такой предварительной проработки проблемы было бы не нужно. Гениальная догадка могла бы родиться на пустом месте, она была бы доступна даже бездельнику. Но поскольку перенос квантовой информации невозможен, а возможна лишь корреляция фрагментов квантовой информации, предварительные попытки решить проблему рациональными методами необходимы. Сверхсознание может помочь лишь тому, кто сам, пользуясь обычным сознанием и рациональными методами, упорно работает над поиском истины. 19 6 Заключительные замечания Выше мы обсудили, как явление научного озарения (особый случай сверхинтуиции) может быть объяснено с точки зрения Квантовой концепции сознания (QCC) или Расширенной концепции Эверетта. Важно, что QCC не может быть сведено к подсчету квантовых эффектов в мозге, как это предполагается в работе Пенроуза и Хэмероффа [HP14]. Согласно QCC, мозг (или специальные структуры в мозге) играет роль интерфейса между телом как материальной системой и квантовой реальностью как выражением особых условий существования в нашем мире. Согласно QCC, квантовая реальность объясняет связь между сознанием и бессознательным, одним из проявлений которой выступает феномен сверхинтуиции. С точки зрения квантового формализма существенную роль в этом объяснении играет понятие квантовой информации. На первый взгляд сверхинтуиция связана с передачей информации из будущего в настоящее. Однако это не так. Мы показали, что появление сверхинтуиции не требует передачи квантовой информации, что не возможно без разрушения квантовой информации там, откуда она извлекается. Что действительно необходимо, так это установить корреляцию между фрагментами квантовой информации в различных альтернативах, и в частности в разные моменты времени. Однако установление корреляции между настоящим и будущим означает доступ из настоящего к информации в будущем. Переноса квантовой информации не происходит, но появляется классическая информация, которая говорит о том, что: 1) в некоторой альтернативе в будущем рассматриваемая проблема получает свое решение, и 2) некоторый подход к решению, который уже известен в настоящем, совпадает с подходом, который в конечном счете позволит решить проблему. Таким образом, полученная классическая информация может использоваться в состоянии нормального сознания. Эта информация дает важную путеводную нить, чтобы решить проблему рациональными методами, но не заменяет эту рациональную работу. Мы рассмотрели подробно пример научного озарения. Но фактически, полученное заключение характерно для всех типов явлений, которые можно назвать сверх-знанием. В частности, это явление легко объясняет скачки в развитии живых существ, которые приводят к новым качествам, и вообще к чуду чрезвычайной эффективности эволюции [Men10, Nam14]. 20 В заключении отметим, что существует глубокая аналогия между сверхинтуицией и принципом жизни, как последний был определен в рамках QCC. Этот принцип был сформулирован в [Men10] в терминах эвереттовских сценариев (цепочек альтернатив, по одной альтернативе для каждого момента времени). Согласно этому принципу, жизнь – это набор эвереттовских сценариев, которые благоприятны для жизни (сценарии, наилучшим образом обеспечивающие выживание). Это глобальное определение жизни. Однако то же самое можно определить локально, т.е. в определенный момент времени. Давайте возьмем некоторый момент, назовем его «настоящим» и попытаемся сформулировать принцип жизни, как он выглядит в настоящем. Такая формулировка дается операцией посткоррекции [Men07b], так как эта операция отбрасывает (в настоящем) те альтернативы, которые производят неблагоприятные сценарии (не обеспечивающие выживания в будущем наилучшим способом). То, что происходит в явлении научного озарения, совершенно аналогично. Научное озарение не означает получения решения проблемы (новой парадигмы) из будущего. Новые идеи рождаются в настоящем. Но корреляция с будущим позволяет отбросить те альтернативы, которые генерируют сценарии, не приводящие к правильному решению. Оставшиеся альтернативы породят сценарии, приводящие к правильному решению. Благодарность Идея о том, что в Квантовой концепции сознания (известной еще как Расширенная концепция Эверетта) существенную роль играет специфика квантовой информации, возникла во время дискуссий с Л.В. Келдышем, которому я искренне благодарен за это. Список литературы [Bel64] J. S. Bell. On the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. Physics, 1:195–200, 1964. Reprinted in [Bel87]. [Bel87] J. S. Bell. Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics. Cambridge University Press, Cambridge, 1987. 21 [Boh49] N. Bohr. Discussion with Einstein on epistemological problems in atomic physics. In P. A. Schlipp, editor, Albert Einstein: Philosopher-Scientist, pages 200–241, Evanston, 1949. Open Court Publishing. Reprinted in [WZ83]. Русский перевод: Нильс Бор, Дискуссии с Эйнштейном о проблемах теории познания в атомной физике, в сб. Нильс Бор, «Атомная физика и человеческое познание'», изд-во иностранной литературы, М., 1961, стр. 51-94. [Deu97] David Deutsch. The Fabric of Reality. The Penguin Press, 1997. Д. Дойч, Структура реальности. пер. с англ., РХД, Ижевск, 2001. [DG73] B. S. DeWitt and N. Graham, editors. The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics. Princeton University Press, 1973. [Eve57] Hugh Everett III. ‘Relative state’ formulation of quantum mechanics. Rev. Mod. Phys., 29:454–462, 1957. Reprinted in [WZ83]. [Gri13] A.A. Grib. On the problem of the interpretation of quantum physics. Physics-Uspekhi, 56:1230–1244, 2013. А.А. Гриб. К вопросу об интерпретации квантовой физики. УФН, 183:1337-1352, 2013. [HP14] Stuart Hameroff and Roger Penrose. Consciousness in the universe: A review of the ‘Orch OR’ theory. Physics of Life Reviews, 11:39–78, 2014. [Men00a] M. B. Mensky. Quantum Measurements and Decoherence. Models and Phenomenology. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Boston and London, 2000. М.Б. Менский, Квантовые измерения и декогеренция. Модели и феноменология. Москва, Физматлит, 2001. [Men00b] Michael B. Mensky. Quantum mechanics: New experiments, new applications and new formulations of old questions. Physics-Uspekhi, 43:585–600, 2000. М. Б. Менский. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов. УФН, 170:631-648, 2000. [Men05] M. B. Mensky. Concept of consciousness in the context of quantum mechanics. Physics- Uspekhi, 48:389–409, 2005. М. Б. Менский. Понятие сознания в контексте квантовой механики. УФН, 175:413-435, 2005 [Men07a] M. B. Menskii. Quantum measurements, the phenomenon of life, and time arrow: three great problems of physics (in Ginzburg’s terminology) and their interrelation. Physics- Uspekhi, 50:397–407, 2007. М.Б. Менский. Квантовые измерения, феномен жизни и стрела времени: связи между "тремя великими проблемами" (по терминологии Гинзбурга). УФН, 177:415-425, 2007. [Men07b] M.B. Mensky. Postcorrection and mathematical model of life in Extended Everett’s concept. NeuroQuantology, 5:363–376, 2007. www.neuroquantology.com , http://arxiv.org/abs/0712.3609 22 [Men10] M. B. Mensky. Consciousness and Quantum Mechanics: Life in Parallel Worlds (Miracles of Consciousness from Quantum Mechanics). World Scientific, 2010. М.Б. Менский, Сознание и квантовая механика: Жизнь в параллельных мирах (Чудеса сознания – из квантовой механики), «Век 2», 2011. [Men11] M. B. Mensky. Logic of quantum mechanics and phenomenon of consciousness. J. of Cosmology, 14, 2011. http://journalofcosmology.com/Consciousness131.html . Published also in: “Quantum Physics of Consciousness”, Cosmology Science Publishers (2011). [Men13] M. B. Mensky. Everett Interpretation and Quantum Concept of Consciousness. NeuroQuantology, 11:85–96, 2013. [Nam13] V.A. Namiot. Reasoning on many-worlds interpretation. NeuroQuantology, 11:106–109, 2013. [Nam14] V. A. Namiot. Many-worlds interpretation of quantum theory and fundamental problems of biophysics. Biophysics, 59:162–166, 2014. B.A. Намиот. Многомировая интерпретация квантовой теории и фундаментальные проблемы биофизики. Биофизика, 59:202-208, 2014. [Neu55] John von Neumann. Mathematical Foundations of Quantum Mechanics. Princeton University Press, Princeton, 1955. Дж. фон Нейман. Математические основы, квантовой механики. Наука, М., 1964. [Pan13] A.D. Panov. Quanta, computations, and extended Everett concept. NeuroQuantology, 11:116– 122, 2013. [Wig61] E. P. Wigner. Remarks on the mind-body question. In L. G. Good, editor, The Scientist Speculates, pages 284–302, London, 1961. Heinemann. Reprinted in [WZ83]. [WZ83] J. A. Wheeler and W. H. Zurek, editors. Quantum Theory and Measurement. Princeton University Press, Princeton, 1983. [Zeh96] H.-D. Zeh. The program of decoherence: Ideas and concepts. In Giulini, D., et al., Decoherence and the appearance of a classical world in quantum theory, Springer, Berlin etc. 1996. arXiv: quant-ph/9506020. [Zeh13] H.-D. Zeh. Role of the observer in the Everett interpretation. NeuroQuantology, 11:97–105, 2013. |