Квантовата механика е на 100 години. Но разбираме ли я наистина?
През последните сто години квантовата теория не само е издържала всички експериментални тестове, но и е в основата на множество модерни технологии – от лазерите до квантовите компютри.
Именно в подобни парадокси, твърди Уилър, се проявява основната характеристика на квантовия свят: той не просто съществува независимо от нас – той се променя в отговор на нашите действия.
Идеята, че човекът е самата Вселена или неразделна част от нея, е характерна за много източни философии, мистични учения и някои съвременни теории за съзнанието.
Симулационната хипотеза: По-радикална идея е, че нашата реалност е симулация. Ако е така, то нашето съзнание е част от тази симулация и в определен смисъл е продукт на самата „Вселена-симулация“, създадена от по-висша интелигентност.
Тази седмица експерти от целия свят пристигнаха на остров Хелголанд, за да отбележат стогодишнината от раждането на квантовата механика – една от най-революционните теории в историята на науката. Именно тук през 1925 г., страдайки от сезонна алергия, Вернер Хайзенберг, скрит от цивилизацията, прави фундаменталните изчисления, които поставят началото на новата физика.
И все пак, въпреки феноменалната ѝ точност и приложна мощ, все още не сме на единно мнение какво всъщност се крие зад нейните уравнения. Каква картина на света произтича от квантовата механика? Какво казва тя за същността на самата реалност? Тези въпроси пренасят дебата далеч отвъд лабораторията в сферата на философията, където вече не формулите, а смисълът става предмет на дискусия.
В продължение на десетилетия физиците и философите остро спорят по така наречения проблем за измерването. Според преобладаващата в научната литература теза ключовите характеристики на един квантов обект – като координати и импулс – нямат определени стойности до момента на взаимодействие с външна система, която фиксира резултата. Именно тази позиция, обаче, предизвиква скептицизма на много хора: ако свойствата се появяват единствено в момента на регистрация, можем ли да говорим за независимо съществуване на физическата реалност?
Някои учени виждат в това проблем, а други – самата същност на квантовия подход. Разделението е толкова дълбоко, че дори основните принципи се интерпретират диаметрално противоположно. Но някои изследователи предполагат, че пътят към примирието се крие в повторното разглеждане на стари, но все още недооценени идеи.
Същността на конфликта е как да се интерпретира вълновата функция. Тя е математически обект, който описва вероятностите на различните резултати от измерванията. При стандартното тълкуване, основано на Копенхагенската интерпретация, вълновата функция не описва „това, което е“, а само „това, което може да бъде“. Определени значения се придобиват само в момента на взаимодействие с външна система – наблюдател или инструмент. Процесът на „колапс“ на вълновата функция не се счита непременно за реално физическо явление – Хайзенберг и Бор избягват директните изявления в това отношение
От самото си създаване копенхагенският подход е порицаван и оспорван. Известната конфронтация между Нилс Бор и Алберт Айнщайн продължава десетилетия. Айнщайн настоява, че една теория без обективна реалност е непълна. По-късно към критиката се присъединява и Джон Бел, който предлага теореми, показващи, че интерпретациите, в които централно място заема наблюдателят, са несъстоятелни по много причини: понятията „измерване“ и „наблюдение“ са твърде неясни и субективни, за да бъдат използвани за фундаменталните природни закони.
В отговор бяха предложени алтернативни понятия. Някои от тях, като теориите за спонтанен колапс, приемат, че вълновата функция „колабира“ независимо от ничия намеса. Други – като интерпретацията на Хю Еверет за многото светове, предложена от него през 50-те години на ХХ век – изоставят самото понятие за колапс. Вместо това при всяко измерение Вселената се „разцепва“ и наблюдателят се озовава в един от паралелните клонове. Всичко, което може да се случи, се случва – само че в различни светове.
Тази хипотеза също е категорично отхвърлена от мнозина, най-вече защото налага предположението за съществуването на безкраен брой реалности по същество. Философите на науката обаче все повече се убеждават, че единствено като отстраним наблюдателя от централната позиция, можем да говорим за истинско разбиране на това как функционира Вселената. За целта трябва да се търсят интерпретации, които не се позовават на субективното възприятие, а на независимата структура на света.
Отново физиците, занимаващи се с основите на квантовата теория, често застъпват противоположната гледна точка. Те смятат, че именно централната позиция на наблюдателя е централното послание на квантовата механика. Не е необходимо да се избавяме от наблюденията, казват те. Това, което е необходимо, е да се разбере какво се крие зад тях и как това променя представата за връзките между физиката и външния свят.
Съществуват няколко съвременни тенденции, които развиват тази идея. Една от тях е QBism, или квантово байесианство. Неговите автори, сред които е и Кристофър Фукс, разглеждат вълновата функция като отражение на субективната увереност на определен агент за това как биха могли да се развият събитията. Други, като Антон Цайлингер и Часлав Брукнер от Виенския университет, поставят акцента върху информацията като основен елемент на физическата реалност.
Философите, от друга страна, виждат в тези идеи не решение, а отстъпление от инструментализма – позицията, според която теорията не е огледало на света, а само средство за прогнозиране. Подобен подход не ни позволява да разберем какво наистина съществува. И ако целта на физиката си остава опознаването на природата на нещата, то инструментализмът е задънена улица.
Изглежда, че на фона на съвременните научни успехи подходът, който поставя разума в центъра на картината на света, изглежда анахроничен. Идеализмът, според който реалността се състои от идеи, е популярен в европейската философия до ХХ в. – от Платон до Кант и Хегел. Но откритията в областта на биологията, химията и неврологията лишиха този възглед от научна подкрепа. Оттогава насам доминира физическият редукционизъм, според който съзнанието е страничен ефект от биохимичните процеси, а не първопричина.
Въпреки това, все повече физици, работещи върху квантовите основи, се връщат към възгледа, в който човекът и неговите възприятия играят конструктивна роля. Един от най-изявените привърженици на тази позиция е Джон Арчибалд Уилър, човекът, който измисли термина „черна дупка“ и който работи в областта на ядрената физика, общата теория на относителността и метафизиката. Неговата идея за „участваща Вселена“ предполага, че реалността не съществува изолирано от наблюдателя, а се формира благодарение и на неговото участие.
През 1978 г. Уилър предлага мисловен експеримент, наречен „отложен избор“, в който преразглежда знаменития двоен процеп. В този вариант един квантов обект – електрон, фотон или дори молекула – преминава през процепите. Ако го измерите в момента на преминаването му, той се държи като частица. Ако фиксираме позицията му след преминаването, се появява интерферентната картина – сякаш е преминал през двата процепа едновременно. Нещо повече, изборът на метода на измерване може да бъде направен, след като частицата е преминала през процепите, което поставя под въпрос самата идея за „минало“ в класическия смисъл на думата.
Единство с Космоса: В будизма, индуизма и други духовни традиции, индивидуалното съзнание (Атман, Аз) не е отделено от космическото съзнание (Брахман) или от универсалната природа. Смята се, че ние сме микрокосмос, отразяващ макрокосмоса. Всеки атом в тялото ни е създаден в звездите, и ние сме буквално част от звездния прах, който се е организирал по един много сложен начин.
Панпсихизъм и универсално съзнание: Някои съвременни теории (напр. панпсихизма) предполагат, че съзнанието не е уникално за човешкия мозък, а е фундаментален аспект на материята или енергията във Вселената. В този контекст, човешкото съзнание е просто локална проява или „канал“ на едно по-голямо, универсално съзнание, което пронизва цялата Вселена, пише "Калдата".
В крайна сметка, може би човекът е едновременно наблюдател и наблюдаван – съзнателен прозорец, през който Вселената наблюдава и осъзнава сама себе си. Този парадокс е това, което прави този въпрос толкова пленителен и толкова труден за окончателен отговор.
)