Уставы небес, 16 глав о науке и вере - Ирхин Валентин Юрьевич (читать полные книги онлайн бесплатно .TXT) 📗
В 1965 г. Дж. Белл придал парадоксу ЭПР строгую количественную форму. Пусть мы измеряем одновременно проекции спинов первой и второй частицы на различные направления и определяем вероятности различных значений пар проекций (то есть число исходов опыта, в которых одновременно спин первого электрона был направлен по оси z, а второго - по оси x, в которых одновременно спин первого электрона был направлен по оси z, а второго против оси x, и т. д.). Сделаем очень слабое и естественное, на первый взгляд, предположение, что выбор ориентации прибора, применяемого для измерения компоненты спина одной частицы, не влияет на спин другой (напомним, что расстояние между частицами может быть сколь угодно велико, а никакие физические воздействия не могут распространяться быстрее света, так что наше решение измерять проекцию спина второго электрона на конкретную ось никак не может повлиять на происходящее в этот же момент времени с первым электроном). Белл показал, что при использовании только этого предположения можно вывести некоторое неравенство, согласно которому некая комбинация вероятностей различных исходов меньше 2. Он показал также, что если вычислить эту комбинацию, считая справедливой стандартную квантовую механику (не копенгагенскую интерпретацию, а сам математический аппарат, в котором никто всерьез не сомневается!), то можно получить для нее значение, большее 2. Впоследствии это нарушение "неравенств Белла" было проверено экспериментально. Тем самым, представление о физической реальности, независимой от процедуры измерения (то есть от свободного выбора экспериментатора!) вроде бы можно опровергнуть в физическом эксперименте.
Существуют многочисленные обсуждения связи ЭПР-экспериментов (и других идей и образов квантовой механики) с возможностью непричинных воздействий на систему, а также с явлениями, которые исследуются, например, в парапсихологии; К.Г. Юнг использовал здесь введенное им понятие синхронистичности, или акаузальной связи различных событий (см. гл.7). Строго говоря, формальных оснований для таких обобщений в настоящее время нет. Сам Юнг ссылался, в частности, на обсуждения с В. Паули, который не отрицал возможность такого подхода (дело происходило до открытия неравенств Белла и их экспериментальной проверки, но, разумеется, после работы ЭПР). Паули сам много размышлял над философскими аспектами квантовой механики (хотя, в отличие от Бора, широко не публиковал работ на эту тему).
Так как можно рассматривать инструменты наблюдения как продолжение органов чувств наблюдателя, я рассматриваю непредсказуемое изменение состояния при одиночном наблюдении... как нарушение идеи о возможности изоляции наблюдателя от внешних физических событий (В. Паули, из письма Н. Бору 15 февраля 1955, цит. по K.V. Laurikainen, The Message of the Atoms, p. 42).
Физическое событие больше не отделено от наблюдателя... Индивидуальное событие есть occasio, а не causa [т.е. нечто случайное, а не причинно обусловленное]. Я склонен видеть в этом occasio, которое включает в себя наблюдателя и выбор экспериментальной процедуры..., проявление anima mundi [мировой души], которая была отвергнута в семнадцатом столетии (В. Паули, из письма к М. Фирцу 13 октября 1951, цит. по K.V. Laurikainen, p. 43).
Как пишет Лаурикайнен (p. 55), "для Паули, свобода, характерная для индивидуальных событий, есть наиболее важный урок квантовой механики. Он часто ссылался на философию Шопенгауэра, базовыми элементами которой были воля (Wille) и представление (Vorstellung), т. е. (иррациональная) свобода выбора и (рациональная) идея". Близкие идеи высказывал и Н. Бор:
Обнаружение соотношений дополнительного характера является немаловажной задачей и в психологии, где условия для анализа и синтеза переживаний очень сходны с ситуацией, имеющей место в атомной физике. Фактически использование слов вроде мысли и чувства, в равной мере неизбежных для описания психических переживаний, относится к взаимоисключающим ситуациям, характеризуемым различным проведением линии, разграничивающей субъект и объект. В частности, выделение отдельного места чувству свободы воли связано с тем обстоятельством, что ситуации, в которых мы сталкиваемся со свободой воли, несовместимы с психологическими ситуациями, в которых предпринимаются обоснованные попытки причинного анализа. Другими словами, когда мы говорим "я хочу", мы тем самым отвергаем логическую аргументацию (Н. Бор, О понятиях причинности и дополнительности, Соч., т.2, с.398).
На основе принципа дополнительности Бором также рассматривалась проблема свободы воли. Разумеется, обсуждение этого вопроса должно проходить глубже, чем известная из советских учебников критика "реакционных идеалистических взглядов о свободе воле электрона". Как бы то ни было, квантовое описание состояния системы, до проведения измерения (выбора) включающее всю полноту возможностей, дает некоторые естественнонаучные аналогии с религиозно-философскими проблемами свободы, грехопадения и т.д. (см. гл.2,15). Ключевое утверждение состоит в следующем. Для квантовой системы выбор невозможен и не нужен: она движется (или, шире, изменяется) всеми способами одновременно. Если угодно, это есть некий аналог истинной свободы, которая выше выбора: любой выбор есть ограничение (см. обсуждение в главе 2). При этом такая чисто квантовая эволюция является обратимой. Необратимый акт измерения "запирает" систему в некотором подпространстве состояний. При желании здесь можно усмотреть аналогии с грехопадением, "запершим" человека в физической Вселенной и облачившего его в "ризы кожаные" или "тело смерти", о которых говорят Ветхий и Новый Заветы. Подробнее эти, очень непростые, вопросы обсуждаются в главе 15.
Далеко идущие выводы из ситуации, возникшей в связи с развитием квантовой механики, делали многие выдающиеся физики:
Понимание дополнительной природы сознания и его физического воплощения кажется непреходящим моментом в развитии человеческого познания и подлинным выражением тех имеющих длительную историю взглядов, которые называют психофизическим параллелизмом... Богатство и разнообразие физики, еще большее богатство и многообразие всей совокупности естественных наук, лучше знакомое нам, но тем не менее загадочное и неизмеримо более всеохватывающее богатство духовной жизни человека - все это насыщено дополнительностью одновременно несовместимых и несводимых друг к другу способов и путей познания (Р. Оппенгеймер, Science and the Common Understanding, цит. по Дж. Холтону, с.204).
Не навязывая читателю своего собственного мнения по этим весьма спорным вопросам, отметим, что парадоксы типа ЭПР в любом случае заставляют задуматься над самими основами ньютоновско-картезианской парадигмы, если и не прямо разрушительны для нее.
Чтобы продемонстрировать подход к обсуждаемым вопросам (в частности, о смысле "реальности", возможностях наблюдателя, локальности), отличающийся по стилю и серьезности от ученых дискуссий, приведем разговор Карлоса Кастанеды и Дона Хуана. Его поводом является телепортация; этот термин (правда, в несколько ином смысле) сейчас часто мелькает в солидных физических журналах (см., напр., последний обзор С.Я. Килина в списке литературы; более экзотические аспекты рассмотрены в популярной статье A.Zeilinger, Quantum teleportation, Scientific American, April 2000, p.32). В данном случае речь идет о телепортации макроскопического объекта - полете Карлоса под действием "травы дьявола" (с реальным перемещением в пространстве!).
... Следующее, что я помню, это ощущение пробуждения. Я был в своей кровати в своей собственной комнате. Я сел. И картина моей комнаты исчезла. Я встал. Я был наг! Движение вставания опять вызвало у меня тошноту. Я узнавал понемногу окружающую обстановку. Я был примерно в полумиле от дома дона Хуана, рядом с тем местом, где росли его растения дурмана.
... Был вопрос, который я хотел ему задать. Я знал, что он ускользнет от него, поэтому я ждал, когда он сам коснется этой темы: я ждал весь день. Наконец, прежде чем уехать вечером, я вынужден был спросить его.
- Я действительно летал, дон Хуан?
- Так ты мне сказал сам. Или было не так?
- Я знаю, дон Хуан. Я имею в виду: мое тело летало? Взлетел ли я, как птица?
- Ты всегда задаешь мне вопросы, на которые я не могу ответить? Ты летал. Для этого и есть вторая порция "травы дьявола". Когда ты будешь принимать ее больше, ты научишься летать в совершенстве. Это не просто. Человек летает с помощью второй порции "травы дьявола". Это все, что я тебе могу сказать. То, что ты хочешь узнать, не имеет смысла. Птицы летают, как птицы, а человек, который принял "траву дьявола" летает, как человек, принявший "траву дьявола". ...
- Значит, в действительности я не летал, дон Хуан? Я летал в собственном воображении. Только в своем мозгу. Где было мое тело?
- В кустах, - ответил он, но тут же снова покатился со смеха. - Беда с тобой в том, что ты понимаешь все только с одной стороны. Ты не считаешь, что человек летает, и, однако же, колдун проносится тысячи миль в секунду, чтобы посмотреть, что там происходит. Он может нанести удар своему врагу, находящемуся очень далеко. Так летает он или нет?
- Видишь ли, дон Хуан, мы с тобой по-разному ориентированы. Предположим, ради довода, что один из моих друзей студентов был бы здесь со мной, когда я принял "траву дьявола". Смог бы он увидеть меня летящим?
- Ну, вот, опять ты со своими вопросами о том, что случилось бы, если... Бесполезно говорить таким образом. Если бы твой друг или кто бы то ни было еще, примет вторую порцию травы, то все, что он сможет сделать - это летать. Ну, а если он просто наблюдает за тобой, то он может увидеть тебя летящим, а может и не увидеть. Это зависит от человека.
- Но я хочу сказать, дон Хуан, что если мы с тобой смотрим на птицу и видим ее летящей, то мы согласимся, что она летит, но если бы двое моих друзей видели меня летящим, как я это делал прошлой ночью, то согласились бы они, что я лечу?
- Ну, они могли бы согласиться. Ты согласен с тем, что птицы летают, потому что видел их летящими. Полет обычен для птиц. Но ты не согласишься с другими вещами, которые птицы делают, потому что ты не видел никогда, что они их делают. Если твои друзья знали о людях, летающих с помощью "травы дьявола", тогда они согласились бы.
- Давай я скажу это по-другому, дон Хуан. Я хочу сказать, что если я привяжу себя к скале тяжелой цепью, то я стану летать точно так же, потому что мое тело не участвует в этом полете.
Дон Хуан взглянул на меня недоверчиво.
- Если ты привяжешь себя к скале, - сказал он, - то я боюсь, что тебе придется летать, держа скалу с ее тяжелой цепью (Учения Дона Хуана).
