ппп. мироздание фурса. Мысли мудрецов востока

• Название: Мысли мудрецов востока
• Дата: 09.08.2022
• Размер: 3.29 Mb.
• Имя файла: мироздание фурса.doc
• Тип: Реферат; #642817
• страница: 18 из 45

7. Heisenberg, №. The Representation of Nature in Contemporary Physics. Daedalus. 87. P. 95-108. 1958.

2. 
   См.: Bohm, D. A Suggested Interpretation orthe Quantum Theory in Terms
   of Hidden Variables 1 and 2. Phys. Rev. 85. 166: Rohm, D., fllhy, B.J. The Undevidcd
   Universe. An Ontological Interpretation of Quantum Mechanics. Routiedge. 1993.
   

2. 
   Mwidejui, Ф. Сила безмолвия. - M.: Изд-ио Трапсперссншльпого Инсти­
   тута, ACT, 2003; Wolf, F. 1990.
   

Parallel Universe: The Search for Other Worlds. New York: Touchstone.

177

Глава 13

Ф изическая теория, включающая феномен сознания

Теория Джона фон Неймана

JDonee 70 лет существует традиция, идущая от Дж. фон Неймана, в рамках которой «феномен сознания» пытаются включить в основания квантовой механики. В 1932 году Нейман преобразовал квантовую теорию в теорию расширяющейся объективной вселенной, взаимодей­ствующей с человеческим сознанием¹. Эта традиция поддерживается сегодня такими серьёзными учёными, как Ю. Внгнер, Р. Пенроуз, М. Менский и др. «Мы всегда должны делить мир на две части - на­блюдаемую систему и наблюдателя, - утверждал Нейман. - То. что такую границу можно поместить сколь угодно далеко внутрь организ­ма действительного наблюдателя, и составляет содержание модели современной физики. Однако эта граница должна быть где-нибудь проведена... Ибо опыт может приводить только к утверждениям этого типа — наблюдатель испытал определённое (субъективное) восприятие, но никогда не к утверждениям таким, как: некоторая физическая вели­чина имеет определённое значение». Это утверждение сочетает миро­воззрение в духе Лапласа: «...поскольку всё, включал человека, состо­ит из атомов, а атомы описываются механикой, то всё, включая дейст­вие и мысли человека, можно описать с помощью механических зако­нов»; инструментализма и очень популярного в 1930—40 гг. неопозити­визма. С уходом последнего со сцены в 1960-70 гг. роль наблюдателя как средства разрешения проблемы измерения («редукция волновой функции))) была отведена сознанию. «Сознание» призвано обрывать эту «психофизическую» бесконечность.

Джон фон Нейман был наиболее ярким математиком и логиком прошлого столетия. С точки зрения математики, в квантовой теории нет смысла объявлять измерительный прибор как что-то отличное от собрания атомных объектов, из которых он сделан. Прибор является

178

только другой частью физической вселенной. Более того, мысли на­блюдателя должны быть причинно связаны прямо и непосредственно с тем, что происходит в мозгу, а не с тем, что происходит вне его, на не­коем измерительном приборе. Математические правила квантовой тео­рии определяют ясно, как измерительные приборы должны быть вклю­чены в квантовомеханически описываемый физический мир. Фон Ней­ман первым тщательно сформулировал математические правила кван­товой теории и затем проследил, куда эта математика ведёт. Она при­вела сначала к инкорпорации измерительных приборов в квантовоме­ханически описываемую физическую вселенную и окончательно - к включению всего, состоящего из атомов и их образований. Наше те­ло, мозг и о конечном счёте сознание, таким образом, становятся у Неймана частями кваншовомехапического описания физической Вселенной.

Представление целостной физической Вселенной таким образом лает концептуально простой и логически согласованный теоретический фундамент, который устраняет разрыв физического мира, введённый Копенгагенским подходом. Постулировано, что каждое эксперимен-■|ипьное событие связано определённым образом с соответствующим событием в мозгу каждого наблюдателя. Динамические правила, кото­рые связывают разум и мозг, очень ограничены, и это ведёт к теории разума-мозга со значительной объяснительной мощью. Фон Нейман показал, что все предсказания Копенгагенской квантовой теории со­держатся в его версии квантовой механики. Однако квантовая теория Неймана даёт много больше, чем Копенгагенская квантовая теория. Теория Неймана являет собой квантовую схему космологической и биологической эволюции, а включая мозг, знание и динамические за­коны, которые их связывают, теория даёт рационально согласованную динамическую схему для понимания соотношения между мозгом и разумом.

Связь между человеческим знанием и физическим миром нико­гда не может быть понята классической физикой. Семнадцать столе­тни разделения разума и материи сделали своё дело. Согласно клас­сической теории, материальный мир построен из микроскопических «строительных блоков», единиц, чьё поведение ограничено взаимо­действием с ближайшим окружением. Тот факт, что квантовая тео­рия является имманентно теорией взаимодействия разума-мозга, зна­ли В. Паули, Дж. фон Ненман, IO. Внгнер - три выдающихся учё­ных того времени. Но ситуация ни в философии, ни в естественнона­учном плане не была готова к объяснению физики взаимодействия разума и материн, хотя вопрос о том, как наши мысли управляют

179

нашими действиями, висел в воздухе. Сегодня мы, однако, вступили в третье тысячелетие, имеется серьёзный интерес среди философов, психологов и нейроспециалистов в выяснении этого важного аспекта природы.

Теория фон Неймана является теорией взаимодействия субъ­ективных реальностей с эволюционирующей объективной физиче­ской Вселенной. Фон Нейман делает ясным тот факт, что он пытается связать вместе субъективно воспринимаемый и объективный физиче­ский аспекты природы: «...внутренне присуще и совершенно коррект­но, что измерения или родственный процесс объективного восприятия являются новой сущностью, родственной физическому окружению и не сводящейся к последней. На самом деле субъективное восприятие ведёт к интеллектуальной внутренней жизни индивидуума... Опыт только делает заявления следующего типа: наблюдатель произвёл оп­ределённое (субъективное) наблюдение; и ничего подобного этому: физическое качество имеет определённое значение». В финальной час­ти своего анализа Нейман делит мир на три части, где 1-я часть - всё вплоть до сетчатки глаза наблюдателя; 2-я часть - сетчатка глаза, нервный тракт и мозг; 3-я часть - его абстрактное «эго». Понятно, «аб­страктное эго» включает сознание. Квантовая теория фон Неймана раз­вивает динамику взаимодействия между этими тремя частями.

Эволюция физической вселенной включает три процесса. Первый -детерминистская эволюция состояния физической вселенной. Она кон­тролируется уравнением Шрёдингера релятивистской квантовой тео­рии поля. Этот процесс является локальным и динамическим, со всеми причинными связями, возникающими исключительно от взаимодейст­вий между соседними локализованными микроскопическими элемен­тами. Процесс поддерживается только в течение интервалов между квантовыми состояниями.

Каждое из этих квантовых событий включает два других процес­са. Первый - выбор «да-нет» системой разум-мозг. Этому выбору есть аналог в теории свободного выбора, предоставленного экспери­ментатору Копенгагенской теорией, в части того, какой аспект при­роды подлежит испытанию. Выбор того, какой аспект природы под­лежит испытанию, т.е. какой специфический вопрос экспериментатор собирается задать природе, является существенным элементом кван­товой теории: квантовые статистические правила могут быть приме­нены до тех пор, пока не будет отобран этот специфический вопрос. Второй из этих двух процессов - выбор природой ответа «да» или «нет» на поставленный вопрос. Этот выбор является частично сво-

180

бодным: это случайный выбор, подчинённый статистическим прави­лам квантовой теории.

В Копенгагенской квантовой теории экспериментатор и выбор, ко­торый им делается, находятся вне системы, управляемой квантовыми правилами. Эта черта упомянутой теории не изменяется при переходе к теории Неймана: выбор того, какой вопрос задать природе, не контро­лируется никакими правилами, какие известны современным физикам. Этот выбор ассоциируется с системой «разум-мозг-тело» и является в этом смысле свободным выбором: он не управляется физическими за­конами современной физики, т.е. квантовой теорией. Эта свобода обра­зует логический «зазор» в динамических правилах современной физи­ческой теории. Только вопросы «да-нет» допускаются, все другие воз­можности могут быть сведены к ним. Таким образом, этот ответ, «да» или «нет», инжектирует I бит информации в квантовую вселенную. Эгп биты информации запасаются в развёртывающемся объективном квантовом состоянии вселенной, которое является краткой записью всех битов информации. Но это происходит в соответствии с законами атомной физики. Таким образом, квантовое состояние имеет онто­логический характер, поскольку оно выражено в терминах перемен­ных атомной физики и развивается в периодах между событиями под контролем законов атомной физики.

Однако каждое событие инжектирует информацию, связанную с субъективным восприятием некой наблюдаемой системой, в объектив­ное состояние вселенной. Квинтовое состояние вселенной укорени­лось таким образом в атомные свойства, является информацион­ной структурой, которая взаимодействует и несёт в будущее ин­формационное содержание каждого мысленного события. Это со­стояние имеет причинную силу, потому что контролирует через статистические законы склонности к появлению последующих событий.

Теория фон Неймана является теорией взаимодействия между эво­люционирующим объективным состоянием физической вселенной и последовательностью ментальных событий, каждый из которых связан с локализованной индивидуальной системой. Теория определяет об­щую форму взаимодействия между субъективным знанием, связанным с индивидуальной физической системой, и физическим состоянием этой системы.

Математическая структура автоматически гарантирует, что, когда состояние индивидуальной физической системы, связанное с менталь­ным событием, выравнивается (стыкуется) с содержанием этого мен­тального события, вся Вселенная одновременно выравнивается (стыку-

181

ется) с этим ментальным содержанием- Никакого особого устройства не требуется, чтобы получить этот ключевой результат: это является неизбежным следствием квантовой запутанности (entanglement), кото­рая заложена в математической структуре. Существенной чертой квантовой динамики мозга является сильное воздействие окруже­ния на мозг.

Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена (ЭПР)²

В соответствии со стандартной моделью квантовой механики ни одна из двух частиц, вылетевших из одного источника и летящих в разных направлениях, не имеет определённой позиции (координаты) или движущей силы (импульса, момента количества движения) перед тем, как её измерят; но, измеряя движущую силу одной частицы, физик мгновенно заставляет другую частицу занять фиксированное положе­ние, -даже если она находится на другой стороне Галактики. Осмеивал этот эффект как «похожее па фантом действие на расстоянии», Эйн­штейн доказывал, что такое действие нарушает здравый смысл и ос­новное положение теории относительности, которая исключает рас­пространение эффектов быстрее скорости света, - поэтому квантовая механика и является незаконченной теорией. Именно благодаря этой неудовлетворённости и появилась в физике квантовая «нелокаль-ностъ». Здесь мы обнаруживаем ещё один глубокий след, оставленный Эйнштейном в современной физике.

В 1935 году Альберт Эйнштейн привлёк к леяокаяышсти внима­ние коллег. Вместе с Борисом Подольским и Натаном Розеном Эйнштейн в знаменитой статье «Может ли квантовомеханическре описание физической реальности рассматриваться полным (завершён­ным)?»'¹ предложил эксперимент, известный сейчас как парадокс ЭПР. Спорный вопрос состоял в том, может ли теория, которая определена, главным образом, как система правил о связях между человеческими опытами, рассматриваться как завершенное описание физической ре­альности? Вместе с тем авторы предложили, как можно обойти про­блему «действия на расстоянии», дали разумное определение физиче­ской реальности, а также доказали прямо из основных правил самой квантовой теории, что ответ на этот вопрос должен быть «нет». С мне­нием авторов согласились далеко не все. Главным оппонентом стал Ннльс Бор. Эксперименты, имеющие отношение к неловальности, приобретали важное значение. Если природа нелокальна, тогда откры­вается путь для развития непротиворечивой теории природы, которая

182

интегрирует субъективные знания, введённые Копенгагенской кванто­вой теорией, в объективно существующую и эволюционирующую фи­зическую реальность. Положения, выдвинутые в теории Неймана в 1932 году, долгое время не находили понимания.

Нынешний всплеск интереса к интерпретации квантовой механики возник после того, как молодой французский оптик Ален Аспек п его сотрудники задумали и осуществили физический эксперимент. иНело-каяыюсть становится более реальной». Таким броским заголовком озаглавлена статья в Physics Today (декабрь 1998 г.). В ней анализиру­ются три эксперимента. Все подтверждают с высокой точностью пред­сказания квантовой теории в экспериментах, которые предполагают проявление мгновенного действия на большом расстоянии. Из пары фотонов, продуцированных в лаборатории Женевы, один фотон от­правляется по оптическому волокну в населённый пункт, расположен­ный в 10 км от Женевы, а другой - в противоположном направлении на такое же расстояние. Регистрация прибывающих на конечные пункты фотонов осуществлялась строго в одно и то же время. Было обнаруже­но, что наблюдаемые корреляции между состоянием частиц в точках приёма не поддаются объяснению с точки зрения обычных идеи и на­блюдений, относящихся к природе физического мира, в масштабе не­посредственно наблюдаемых вещей.

Хотя оба фотона были разделены большими расстояниями и никак не могли обмениваться информацией, каждый из них каким-то образом «узнавал» о том, что происходит с другим фотоном. На первый взгляд такое сверхсветовое взаимодействие противоречит теории относитель­ности и возвращает нас в дорелятивнстскую эпоху к ньютоновской идее мгновенного дальнодействия. Заключение, которое делает жур­нал: «Квантовая теория - нелокальна!».

Эффекты быстрее света

Исаак Ньютон создал теорию гравитации, базирующуюся на идее мгновенного действия на расстоянии. Согласно его теории, если чело­век поднял и бросил камень в каком-то направлении, каждая частица целой вселенной мгновенно начнёт чувствовать влияние этого собы­тия. Таким образом, в теории Ньютона каждая часть вселенной мгно­венно оказывается связанной причинно с каждой другой частью её. Но даже мысль о таком мгновенном действии в масштабах вселенной тре­бует времени. Поэтому сама идея, что человек своим действием на фи­зическую реальность в одном месте может мгновенно повлиять на неё в другом, не укладывалась в сознании и была изгнана из классической