Антро́пный при́нцип

 

 

  Чтобы заставить сколлапсировать оставшуюся часть облака фотона, наблюдателю необходимо выйти из-за экрана, и воспользовавшись каким-либо сверх-чувствительным датчиком (в данном, случае, видимо, фантастически-чувствительным) обследовать поверхность пластины и определить на ней точку поглощения фотона. В момент такого наблюдения волновая функция фотона сколлапсирует полностью - в точку поглощения (в одну из случайно выбранных точек на поверхности пластины).  

 

 

  Вот такие странности. А еще есть "История про Кошку". :)  

 

 

  В 1935 году Эрвин Шредингер "провел" "мысленный эксперимент", который до сих пор воспринимается с неоднозначным оживлением - эксперимент принято называть "Кошка Шредингера". Мне больше нравится модификация "опыта с Кошкой", приведенная Роджером Пенроузом в книге "New Emperor's Mind". Его сейчас и нарисую.  

 

 

    

 

 

  Эксперимент проводится в замкнутой квантовой системе (большой ящик на рисунке). В ящик помещается управляемый извне источник фотонов (в верхнем левом углу ящика), закупоренная колба с сильным и летучим ядом, полупрозрачное зеркало (обозначено синим цветом в верхнем правом углу ящика) и Кошка. :)  

 

 

  Источник фотонов по сигналу снаружи (слева от ящика изображен рубильник) испускает один фотон. Выпущенный фотон летит вдоль ящика к полупрозрачному зеркалу. Где он с вероятностью 50% отражается зеркалом (и тогда летит вниз - к колбе с ядом), а с вероятностью 50% проходит сковь зеркало (оно же ПОЛУпрозрачное) и поглощается стенкой ящика.  

 

 

  Фотон, долетевший до колбы с ядом, улавливается установленным на колбе датчиком, который приводит в действие механизм, разбивающий колбу. Если колба разбита, кошка умирает.  

 

 

  Теперь представьте себе, что мы, находясь снаружи ящика, включили рубильник и заставили источник внутри ящика выпустить фотон. Что стало с кошкой? Ну, в нашей обычной житейской логике все просто - с вероятностью 50% колба разбита и кошка умерла, с вероятностью 50% зеркало пропустило фотон, он поглотился стенкой ящика, и кошка все еще жива. Откроем, посмотрим? ;)  

 

 

  Я бы подождал! И не потому, что в ящике может находится летучий яд. Просто, в рамках кватновой логики, волновая функция кошки (вообще-то, всей квантовой системы) еще не сколлапсировала. Нет наблюдателя, который может это пронаблюдать - нет и коллапса волновой функции. Если опираться на математический аппарат квантовой теории (то же самое уравнение Шредингера), то до тех пор, пока мы не заглянули в ящик - кошка И ЖИВА, И МЕРТВА ОДНОВРЕМЕННО! А конкретный исход реализуется в тот момент, когда мы проведем акт наблюдения! На мой взгляд, не хило!  

 

 

  Эксперимент был "проведен" мысленно не из-за протестов общества защиты животных, а потому, что его невозможно провести в реальности. Единственная система, которая может быть условно названа "замкнутой квантовой системой" - это вся наша Вселенная. Мы просто не в состоянии достаточно надежно изолировать ящик так, чтобы ни одно взаимодействие (по сути, ни одно облачко) не могло просочиться через его стенки.  

 

 

  Сам Шредингер относился к результатам этого эксперимента с известной долей скептицизма, но мы, строго говоря, рассматриваем скорее философские, чем физические аспекты этого опыта, поэтому совсем не обязаны следовать за автором эксперимента. В конце концов, тело кошки состоит из тех же микрочастиц, у которых есть свои волновые функции, которые при взаимодействии друг с другом сцепляются, образуя единую волновую функцию квантовой системы. Ее-то и сколлапсирует наблюдатель, открыв ящик.  

 

 

  Давайте еще раз: такая интерпретация квантовой механики (опыта с кошкой, в частности) не является разделяемой всеми физиками, но на мой взгляд, даже сама возможность наблюдателя повлиять на исход физического эксперимента - это уже много! И об этом стоит знать!  

 

 

  Наблюдатель, по-видимому, не может "выбрать" конкретный исход наблюдения (по крайней мере, пока об этой возможности ничего не известно, хотя полностью она и не исключается), но именно он заставляет наблюдаемую систему переходить от возможного к реальному. Осталось правильно выбрать момент наблюдения и правильное для "наилучшего" исхода место, Вы понимаете?! ;)  

 

 

  Смешной пример. Давайте разовьем опыт с кошкой так: происходящее в ящике снимается на видеокамеру. А вместо заглядывания в ящик, система просто выплюнет кассету с записью через час после испускания фотона. Как Вы полагаете, в какой момент решится участь кошки? Правильно, в тот момент, когда мы просмотрим кассету! Чувствуете, как зыбко. Все меньше и меньше физики, все сильнее влияние домыслов. Давайте, не пойдем дальше. :)  

 

 

  Если Вы, друг-читатель, вдруг, дочитали до этого места, и узнали что-то новое, пожалуйста, дайте мне знать - будет очень приятно. Я отдаю себе отчет в сложности текста для человека с гуманитарным образованием, и текст писал, скорее, для себя - захотелось структурировать и разложить по полочкам "свои фотоны". А если, вдруг, стало интересно и Вам, то... это просто отлично! Этот абзац намеренно запрятан внутри текста, чтобы привлечь внимание только дочитавших.  

 

 

  Здесь еще остается много проблем, связанных с наличием нескольких наблюдателей. Как бы, например, развивался процесс с "частичным умертвением" кошки, если бы в ящик с ней был заперт еще один наблюдатель (защищенный от яда респиратором ;))? Наверное, точки зрения внешнего и внутреннего наблюдателей на процесс разойдутся. А вот как все будет "на самом деле" - остается только догадываться.  

 

 

  Еще, обратите внимание, только ли акт наблюдения может вызвать коллапс волновой функции системы - пока неизвестно. Возможно, что-то, кроме сознания, и способно частично коллапсировать состояние реальных систем. Гипотезы в этом направлении есть. Например, может быть, волновая функция системы частично коллапсирует сама, как только в процесс взаимодействия оказывается вовлеченной какая-либо критическая масса вещества. А может быть, коллапс происходит по другим причинам.  

 

 

  Но возможно, что коллапсировать волновую функцию - это свойство исключительно сознания. Физикам очень не хотелось бы, чтобы это было так. В некотором смысле такое положение дел могло бы означать "конец науки как объективного способа исследования реальности". Хотя, может быть, это и не так (и наука останется), но страхи-то куда девать?! ;)  

 

 

  Еще один интересный вопрос, напрямую связанный с предыдущим, на который у современной физики также нет ответа - а где проходит граница между микромиром, живущим по квантовым законам, и макромиром, наблюдаемым нами? Может быть, она где-то и проходит. А может быть, ее нет. И наш видимый мир живет по тем же законам, что и электроны и фотоны. Если этой границы нет (может не быть), то почему мы не видим квантовой природы нашего мира? Может быть, именно потому, что не способны наблюдать, не разрушая квантовых состояний (не производя коллапса волновой функции)?  

 

 

  Хочется еще узнать про сознание, правда? Как Вам такая тема: "Вынесение суждений и коллапс волновой функции"? Или "Когнитивный диссонанс как трудноразрушаемая волновая функция"? Или "Ситуация соперничества как состязание наблюдателей"? Впрочем, я воздержусь от их развития. Я же хочу "прогуляться по грани", а не зайти за нее. ;)  

 

 

  Мысль здесь такова: если бытовые рассуждения с точки зрения Ньютоновской мехники (когда "все состоит из шариков") не оставляют никакой возможности для развития таких тем (сплошной материализм в самом дурном его понимании), то рассуждения на основе квантовой механики - оставляют такую возможность (появляется потенциальное место для сознания). Это не означает, что все приведенные примеры тем поставлены корректно. Это означает, что прямых противопоказаний нет. А это уже немало!  

И напоследок, еще пара слов об аналогиях. Влияние наблюдателя на процесс наблюдения в психологии удивления ни у кого не вызывает. А вот аналогии с физическими основаниями квантовой механики, и желание притянуть их за уши во что бы то ни стало, уже достали, честное слово! Сколько всего "придумано" на этом поле - страшно перечислять. Вы слышали что-нибудь про "квантовую психологию"? Нет? ;) Вобщем, это неудивительно. В данный момент - это вотчина маргиналов. Квантовые исследователи "интерференцию в сознании" уже нашли. Я сам читал. ;) Вот только забыли, что интреференция как физический процесс, происходит в пространстве. Какое пространство они обнаружили в сознании, и как определить координаты (хотя бы первоначальные) интерферирующих элементов, они, к сожалению, не написали. А я стесняюсь спросить. Языковой барьер. ;)  

 

 

  Вообще, на мой взгляд, основная проблема всех существующих физико-психологических аналогий - это их "локальность" - ограниченность знаниями автора аналогии. ;) "Придумал", например, человек аналог соотношения неопределенностей Гейзенберга, а ни про координаты, ни про импульс, но про то, к чему они относятся, ни про их размерности, ни про их соотношения в физике ничего не знает. Да и не интересно ему это. :( Впрочем, такие мелочи не могут смутить человека, отчитывающегося о проделанной годовой работе на факультете психологии МГУ. Увы!