Свідомість та існування: квантова механіка без парадоксів

інформація

Це копія моєї статті, опублікованої (російською) 2020-02-25 на Хабрі: Свідомість та існування. Квантова механіка без парадоксів

На відміну від моїх правових текстів, тут ступінь упевненості у висновках не такий високий. Це гіпотеза. Матеріал для роздумів і запрошення до обговорення.

Ця стаття незалежно приходить до того, що можна прочитати як варіант інтерпретації квантової механіки фон Неймана — Вігнера. Але вона знешкоджує ту проблему соліпсизму, через яку від сильної версії цієї інтерпретації відступив сам Вігнер, — і робить це так, що тягне за собою далекосяжні наслідки.

Чи є експеримент із котом Шредінгера парадоксом

Професор підвів голову від столу й каже:
– Вітаю, хлопче. Ти чого прийшов?
– Я хочу вас про кота спитати.
– А що про кота?
– Припустимо, у вас був кіт …

Едуард Успенський «Дядя Федір, пес і кіт»

Квантова суперпозиція і роль спостерігача у квантовій фізиці

Згідно з квантовою механікою, якщо над частинкою не провадиться спостереження, то її стан описується як квантова суперпозиція (когерентна суперпозиція), тобто змішення всіх можливих альтернативних станів, у яких може перебувати частинка.

Наприклад, ядро атома, за яким не провадиться спостереження, може перебувати у змішаному стані розпаду, імовірність якого, скажімо, 1/4, і в стані нерозпаду, імовірність якого 3/4. Вважається, що в момент вимірювання певного її параметра частинка обирає з усіх імовірних значень цього параметра якесь конкретне, або, інакше кажучи, відбувається колапс хвильової функції.

При цьому вважається, що поведінка індивідуальної частинки випадкова, і Копенгагенська інтерпретація квантової механіки вважає, що поведінку частинки не може бути передбачено взагалі жодним методом.

Інакше кажучи, квантова фізика встановила, що акт вимірювання впливає на поведінку частинки.

Що особливо яскраво демонструє двощілинний експеримент, який показує, що фотони чи електрони поводяться по-різному — залежно від того, спостерігають за ними чи ні. Хоч би яким дивним це звучало.

Двощілинний експеримент

Ми розберемо феномен, який неможливо, абсолютно неможливо пояснити будь-яким класичним способом і в якому закладено серце квантової механіки. Насправді він містить таємницю.

(We choose to examine a phenomenon which is impossible, absolutely impossible, to explain in any classical way, and which has in it the heart of quantum mechanics. In reality, it contains the only mystery)

Річард Фейнман, The Feynman Lectures on Physics, Volume III, Chapter 1. Quantum Behavior

Докладніше про двощілинний експеримент див. чудову лекцію Ron Garret The Quantum Conspiracy on Google Tech Talk 2011-01-06, або Загадка квантової фізики — експеримент із двома щілинами (останнє з російськими субтитрами)

Стисло цей експеримент можна описати так:

Якщо спрямовувати потік частинок (фотонів або електронів) на чутливий екран, розташований за екраном, у якому є дві щілини, то рисунок слідів на екрані не повторюватиме дві щілини, як можна було б очікувати при проходженні частинок, а створюватиме інтерференційну картину, наче ми пропускали б крізь ці щілини хвилі, кожна з яких, вийшовши з джерела випромінювання, одночасно проходить крізь дві щілини:

Див. також Дослід Юнга.

Причому така картина спостерігається, навіть якщо частинки випускаються по одній.

Але це в тому разі, якщо експериментатор (спостерігач) не знає, крізь яку саме щілину проходить частинка.

Якщо ж експериментатор у якийсь спосіб намагається зафіксувати, крізь яку саме щілину проходить кожна частинка, то картина на екрані змінюється: інтерференція зникає, і картина на екрані являє собою дві смуги, як можна було б очікувати від потоку частинок, що не є хвилями. Причому експеримент квантового ластика і експеримент квантового ластика з відкладеним вибором створює враження, що частинка читає думки й наміри спостерігача і поводиться відповідно.

Річард Фейнман писав (The Feynman Lectures on Physics, Volume III, Chapter 1. Quantum Behavior):

Оскільки поведінка частинок в атомній механіці така несхожа на наш повсякденний досвід, до неї важко звикнути, і вона настільки своєрідна й незбагненна для будь-кого — чи то новачка, чи то досвідченого фізика. Навіть експерти не можуть її зрозуміти, використовуючи той спосіб мислення, до якого вони схильні, і це цілком зрозуміло, бо весь безпосередній людський досвід і людська інтуїція застосовні до великих об'єктів. Ми знаємо, як поводитимуться великі об'єкти, але в малому масштабі це просто не працює таким чином.

(Because atomic behavior is so unlike ordinary experience, it is very difficult to get used to, and it appears peculiar and mysterious to everyone — both to the novice and to the experienced physicist. Even the experts do not understand it the way they would like to, and it is perfectly reasonable that they should not, because all of direct, human experience and of human intuition applies to large objects. We know how large objects will act, but things on a small scale just do not act that way)

Але чи справді ми знаємо, як поводяться «великі» об'єкти, коли ми на них «не дивимося»?

Експеримент Шредінгера з котом

Ервін Шредінгер завершив свою статтю «Поточна ситуація у квантовій механіці» таким:

Можна побудувати й випадки, у яких чимало бурлеску. Якогось кота замкнено у сталевій камері разом із такою пекельною машиною (яка має бути захищена від прямого втручання кота): усередині лічильника Гейгера міститься крихітна кількість радіоактивної речовини, така невелика, що протягом години може розпастися лише один атом, але з такою самою ймовірністю може й не розпастися; якщо ж це станеться, лічильна трубка розряджається і спрацьовує реле, що спускає молот, який розбиває колбочку із синильною кислотою. Якщо на годину полишити всю цю систему саму на себе, то можна сказати, що кіт буде живий по завершенні цього часу, оскільки розпаду атома не відбудеться. Перший же розпад атома отруїв би кота. Псі-функція системи в цілому виражатиме це, змішуючи в собі або розмазуючи живого й мертвого кота (вибачте за вислів) у рівних частках.

Типовим у подібних випадках є те, що невизначеність, спершу обмежена атомним світом, перетворюється на макроскопічну невизначеність, яка може бути усунена шляхом прямого спостереження. Це заважає нам наївно прийняти «модель розмиття» як таку, що відображає дійсність. Саме по собі це не означає нічого неясного чи суперечливого. Є різниця між нечітким або розфокусованим фото і знімком хмар чи туману.

Попри зауваження Шредінгера, що «саме по собі це не означає нічого неясного чи суперечливого», сталева камера з котом виявилася скринькою Пандори для фізики.

Коли я чую про кота Шредінгера, моя рука тягнеться по рушницю…

Стівен Гокінг

Усі наявні інтерпретації квантової механіки можна розглядати як варіанти пояснення того, що ж відбувається з цим котом.

Цей експеримент розглядається як парадокс, що демонструє «неповноту квантової механіки при переході від субатомних систем до макроскопічних»

Так відповідна стаття Вікіпедії стверджує:

Оскільки ясно, що кіт обов'язково має бути або живим, або мертвим (не існує стану, що поєднує життя і смерть), то це буде аналогічно і для атомного ядра. Воно обов'язково має бути або розпалим, або не розпалим

Придивімося до кота ближче. Ясно, що, якщо ми відкриємо ящик, кіт виявиться або живий, або мертвий, і він був таким і до відкриття ящика. Так само як виміряний електрон у двощілинному експерименті до свого вимірювання проходив лише крізь одну щілину.

Але ось що відбувається з минулим, про яке ми ще нічого не знаємо. Що в минулому у невідкритого ящика? Що буде з котом, якщо ми ніколи не відкриємо ящик і не дізнаємося, живий кіт чи мертвий?

Мені здається, що казати про те, що цей експеримент демонструє неповноту квантової фізики лише тому, що люди звикли вважати, що «кіт обов'язково має бути або живим, або мертвим», — це те саме, що казати про неповноту космології (яка стверджує, що Земля кругла і менша за Сонце), тоді як нам очевидно, що Земля пласка і Сонце менше за Землю.

Наскільки я знаю, ніхто не провадив реального експерименту з котом і лічильником Гейгера. Але в цьому, власне, і немає потреби. Навіть у мисленнєвій формі експеримент доводить, що макрооб'єкти (коти й таке інше) зобов'язані поводитися так само, як і «квантові об'єкти»

Тобто ми можемо сформулювати такий висновок: доки ми не дізнаємося, живий кіт чи ні, він справді не живий і не мертвий. Ба більше, його минуле з'явиться лише після того, як ми зафіксуємо його теперішнє.

Власне, це стосується навіть не лише самих об'єктів, а їхніх властивостей, будь-яких властивостей, які можуть бути виміряні чи спостережувані. Доки ми не виміряли температуру кота, неважливо, живого чи мертвого, його температура є змішенням усіх можливих показників його температури, і вона «обере» конкретне своє значення лише в момент її вимірювання, причому цей вибір буде зроблено стосовно минулого, настільки, наскільки це минуле визначає виміряне теперішнє.

Фізики звикли виходити з того, що предметом вивчення їхньої науки є об'єктивно існуючий світ, а не свідомість людини, яка вивчає навколишній світ, і з цього погляду такий висновок видається дивним.

Однак ми можемо припустити, що при переході від субатомних систем до макроскопічних насправді змінюються не закони фізики, а готовність дослідника прийняти висновки, що з них випливають.

Справді, деякі дослідники ставили собі питання: де та межа, що розділяє макросвіт, у якому діють закони класичної фізики, і мікросвіт, у якому діють закони квантової механіки. Насправді ця межа означає лише готовність прийняти контрінтуїтивні висновки квантової фізики, і пролягає вона лише у свідомості дослідника.

Звідси і знамените питання Ейнштейна Абрахаму Пайсу: «Ви справді думаєте, що Місяць існує лише тоді, коли ми на нього дивимося?» (A. Pais Einstein and the quantum theory, Rev. Mod. Phys. 51, 863–914 (1979), p. 907, цитата за What did Einstein mean when he asked Abraham Pais whether he really believed that the moon only exists when you look at it?)

Насправді між електроном і Місяцем немає принципової різниці. Просто наявність Місяця є властивістю неба, яке ми звикли спостерігати безпосередньо, а електрон — властивістю атома, об'єкта зі «світу», у якому в нас немає сформованих стереотипів.

Макрооб'єкти, так само як і квантові об'єкти, над якими не зроблено спостереження, а також і їхнє минуле, являють собою лише діапазон можливостей, що визначається уявленнями спостерігача про цей діапазон можливостей.

Парадокс Ейнштейна — Подольського — Розена (ЕПР-парадокс) і квантова телепортація

Дослід із котом був розвитком ідеї мисленнєвого експерименту, відомого як парадокс Ейнштейна — Подольського — Розена (ЕПР-парадокс). Цей мисленнєвий експеримент було описано у статті Ейнштейна, Подольського і Розена «Чи можна вважати, що квантово-механічний опис фізичної реальності є повним?» (A. Einstein, B. Podolsky, N. Rosen Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete? // Phys. Rev. / G. D. Sprouse — American Physical Society, 1935. — Vol. 47, Iss. 10. — P. 777–780.).

Цю саму статтю було наведено в додатку до статті Фок, Ейнштейн, Подольський, Розен, Бор «Чи можна вважати, що квантово-механічний опис фізичної реальності є повним?», яка повторювала її назву.

Стисло експеримент, запропонований Ейнштейном, Подольським і Розеном, можна описати так:

Припустимо, ми вимірюємо імпульс деякої частинки. Після цього вона розпадається на дві частини, які розлітаються в різні боки. За законом збереження імпульсу сумарний імпульс частинок, що утворилися при розпаді, дорівнює вихідному імпульсу первісної частинки.

Як і у випадку експерименту з котом, до моменту вимірювання кожна з нових частинок, з погляду квантової механіки, перебуває у стані квантової суперпозиції. Тепер зробимо спостереження і виміряємо імпульс першої частинки. У момент спостереження відбувається колапс хвильової функції, ми маємо виміряний імпульс однієї з частинок. Але оскільки імпульс другої частинки дорівнюватиме імпульсу розпалої частинки мінус імпульс виміряної, то ми знаємо імпульс другої частинки, навіть якщо ця частинка перебуває на значній відстані (як завгодно далеко) від першої.

Як зазначено у Вікіпедії:

Вимірювання імпульсу однієї частинки рівносильне вимірюванню імпульсу другої частинки. Однак це створює враження миттєвого впливу першої частинки на другу, у суперечності з принципом причинності.

Строго кажучи, описом парадокса автори хотіли продемонструвати можливість одночасно виміряти імпульс другої частинки та її координати, тоді як згідно зі співвідношенням невизначеностей Гейзенберга немає можливості одночасно точно виміряти координату частинки та її імпульс.

На основі (мисленнєвого) експерименту, запропонованого Ейнштейном, Подольським, Розеном, було розроблено експеримент квантової телепортації, у якому в «квантовій частині» використовується описаний Ейнштейном, Подольським, Розеном механізм нібито «передачі інформації про стан першої частинки другій частинці»

Стисло ідею квантової телепортації можна описати так:

Припустимо, у відправника є якась частинка в А. У неї є два можливі стани, які позначимо 1 і 0. Стан частинки А відправник має передати одержувачеві. Для цього вони створюють пару квантово-сплутаних частинок B і С, як в експерименті Ейнштейна — Подольського — Розена, кожна частинка з цієї пари має можливий стан 1 або 0, і відомо, що сума станів цих частинок (1+0) дорівнює 1. Припустимо, що C перебуває у відправника, а B — в одержувача.

Відправник робить вимірювання своєї частинки C, у цей момент відбувається колапс хвильової функції, як описано в експерименті Ейнштейна — Подольського — Розена, і частинка B, нібито отримавши інформацію про виміряний стан частинки C, набуває певного стану. Скажімо, відправник, вимірявши частинку С, отримав значення 1, отже, частинка B має опинитися у стані 0. Тепер «звичайним класичним каналом зв'язку» відправник передає одержувачеві інформацію про сумарний стан системи частинок A і С.

Припустимо, частинка A перебуває у стані 1. Відправник, вимірявши частинку C, отримав значення 1. Відправник робить операцію XOR над цими двома значеннями — отримує 0, і відправляє це значення одержувачеві.

Одержувач отримав значення 0, але він ще не знає значення A. Для того щоб отримати значення A, він робить спостереження над своєю частинкою B, отримує її значення 0, з чого виснує, що значення C було 1. І відповідно він може обчислити значення частинки A.

Як повідомляється, було проведено кілька реальних (не мисленнєвих) експериментів з квантової телепортації.

Зокрема, 2017 р. китайські вчені здійснили квантову телепортацію за допомогою пари супутників і трьох наземних станцій.

Однак уявімо собі пристрій, що являє собою складений закритий ящик, до якого опускаються дві кулі: чорна і біла, і ящик розділяється на два окремі ящики таким чином, що одна куля залишається в одному ящику, а друга — в іншому, причому відбувається це випадковим чином, і жодним чином не можна дізнатися, яка куля в якому ящику, не відкривши ящик.

Ми можемо виконати з кулями точно таку саму операцію, як описано в експерименті Ейнштейна — Подольського — Розена. Ми помістимо дві кулі, одну чорну і одну білу, в ящик, розділимо ящик на два окремі ящики, і в закритому вигляді рознесемо ящики на доволі велику відстань, скажімо, залишимо один із ящиків на Землі, а другий відправимо на Марс.

Кулі в невідкритих ящиках перебувають у стані «суперпозиції», тобто кожна з них є чорною і білою з однаковою ймовірністю, так само як багатостраждальний кіт з однаковою ймовірністю є живим і мертвим.

Можна було б сказати «одночасно є», але, строго кажучи, куля чи кіт у невідкритому ящику поза часом, їхнє минуле і теперішнє ще не сформовано.

Коли спостерігач на Землі відкриває ящик і бачить у ньому білу кулю, то точно так само, як описано в експерименті Ейнштейна — Подольського — Розена, інша куля, нібито отримавши інформацію про вимірювання першої, забирає той стан, який їй залишився. Тобто і спостерігач на Землі, і спостерігач на Марсі сприймають цю кулю як чорну, причому в їхньому сприйнятті вона була чорною з моменту розділення ящика, або, інакше кажучи, її минуле визначене так само, як і її теперішнє.

Замість куль ми могли б використати також пару файлів, сформованих за допомогою генератора випадкових чисел таким чином, щоб в одному було записано значення 1, в іншому 0. Кожен із файлів можна захистити паролем, щоб його зміст не було прочитано завчасно, і передати їх двом різним користувачам. Зміст файлів, доки їх не прочитано, також сприйматиметься як імовірнісний, з однаковою ймовірністю може бути 1 або 0. У той момент, коли один із користувачів зчитує вміст свого файлу, він також розуміє, який зміст у другого файлу. А другий користувач, відповідно, прочитавши свій файл, може дізнатися вміст першого файлу.

Власне кажучи, фізикам уже спадала на думку ідея про те, що те, що відбувається з частинками в експерименті Ейнштейна — Подольського — Розена, можна змоделювати, використовуючи чорну й білу кулю (див. Еміль Ахмедов «Парадокс Ейнштейна — Подольського — Розена» // ПостНаука) або правий і лівий черевик (див. Квантова телепортація // ПостНаука, 2016-09-30, Habr)

Ось як описують це у статті Квантова телепортація // ПостНаука, 2016-09-30, Habr:

Або якщо взяти коробку взуття, де є правий і лівий черевик, непомітно їх витягти і в мішку віднести один черевик вам, інший мені. Ось я відкрив мішок, дивлюся: у мене правий. Отже, у вас точно лівий.

Квантовий випадок відрізняється тим, що стан, який прийшов до мене до вимірювання, не синій і не зелений — він у суперпозиції синього і зеленого. Після того як ви розділили черевики, результат уже визначено наперед. Поки мішки несуть, поки їх іще не відкрили, але вже точно зрозуміло, що там буде. А поки квантові об'єкти не виміряні, ще нічого не вирішилося.

Насправді ж у цьому відношенні немає різниці між фотоном, кулею і котом. Як доводить експеримент Шредінгера з котом, макрооб'єкти також можуть бути у стані «квантової суперпозиції». Як ми наочно бачили у двощілинному експерименті, спостереження за об'єктом, що перебуває у стані суперпозиції, не лише надає йому певного стану в теперішньому, а й у минулому.

Немає жодної межі в розмірі, масі чи об'ємі, починаючи з якої об'єкти втрачають властивість бути у стані квантової суперпозиції. Будь-який параметр будь-якого об'єкта, про який відомо, що він може бути з певною ймовірністю в одному зі станів із певного обмеженого діапазону, до моменту вимірювання перебуває у стані суперпозиції.

У цьому відношенні різниця між котом і ядром атома лише в тому, що такий висновок стосовно ядра атома прийняти простіше, ніж стосовно кота. Це так само, як нам легше прийняти те, що Місяць круглий, спостерігаючи Місяць у телескоп, ніж прийняти той самий висновок стосовно Землі, по якій ми ходимо і яка для нас очевидно пласка. Але спостереження Місяця здалеку може все-таки підштовхнути нас до певних висновків стосовно того, що в нас під ногами.

Якщо ми приймаємо таку позицію, то парадокс кота Шредінгера і парадокс Ейнштейна — Подольського — Розена перестають бути парадоксами. Кіт і ядро атома, фотони й кулі в ящику поводяться однаково, як вони й мають поводитися, без жодних парадоксів.

Примітка: ні, експериментальні перевірки нерівностей Белла (поки що) не доводять, що макрооб'єкти в такому разі з необхідністю мають мати приховані змінні, вони лише показували, що у квантових об'єктів — їх немає.

Спостерігач і критика багатосвітової інтерпретації.

Так хто ж усе-таки робить вибір при колапсі хвильової функції, хто вирішує, пройти електрону крізь праву чи ліву щілину, хто вирішує котові жити чи померти?

Багатосвітова інтерпретація стверджує, що реалізуються всі можливі варіанти, але в різних світах.

Копенгагенська інтерпретація стверджує, що вибір відбувається випадковим чином з усього можливого набору варіантів.

Мені здається, проблема тут полягає у визначенні можливого набору варіантів. Якщо придивитися до того, що відбувається при виборі варіанта поведінки частинкою, то можна помітити, що діапазон вибору задається уявленнями спостерігача про можливості вибору. Усякий акт вимірювання являє собою застосування уявлень того, хто вимірює, про можливі параметри до об'єкта вимірювання.

Інакше кажучи, якщо можливі два варіанти стану кота: «живий або мертвий», то згідно з багатосвітовою інтерпретацією світ має розділитися на два світи: один — у якому кіт живий, інший — у якому кіт мертвий.

У цій інтерпретації світ постійно ділиться на різні світи, у яких реалізуються всі можливі варіанти подій.

Але стан кота можна описати більш ніж двома можливими варіантами. Наприклад, «кіт живий і почувається чудово», «кіт живий і почувається погано», «серце кота зупинилося, але мозкова активність спостерігається», «мозкова активність кота не спостерігається», і в такому разі світ, згідно з багатосвітовою інтерпретацією, має розділитися не надвоє, а вже на чотири. Якщо ж ми введемо оцінку стану кота за шкалою від 0 до 100, то є 100 можливостей розвитку подій, і, дотримуючись багатосвітової інтерпретації, світ уже змушений ділитися так, щоб дати можливість реалізуватися всім цим можливостям.

Таким чином, якщо дотримуватися багатосвітової інтерпретації, то, просто змінюючи уявлення спостерігача про кількість можливих варіантів розвитку подій, можна змінювати кількість світів у світі, причому сам спостерігач продовжуватиме своє існування в усіх цих світах, але втрачаючи зв'язок зі своїми клонами у світах паралельних. Але тут ми повертаємося до того самого питання, яке Ейнштейн ставив стосовно Місяця: чи можемо ми сказати, що світи, які не можна спостерігати або навіть уявити, справді існують?

Щоб відповісти на питання Ейнштейна про Місяць, нам потрібно визначитися з тим, що означає «існує». Можна сказати, що невідкритий Місяць являє собою лише набір можливих значень параметрів, які спостерігач може дізнатися при його спостереженні.

Тобто він існує лише настільки, наскільки «існує» розпад ядра атома до того, як зроблено спостереження. Причому «до» в цьому разі не дуже добре визначення, бо «після» того, як зроблено спостереження, атом буде розпалим (або не розпалим) до спостереження. Так само як у відкритому спостерігачем ящику з котом кіт буде живим або мертвим до відкриття ящика, але в невідкритому ящику кіт не живий і не мертвий.

Проблему з поняттям «існує» демонструє «парадокс світу кенгуру» (див. Парадокс Ейнштейна — Подольського — Розена на пальцях і… до чого тут ефір // 2019-12-18 Habr):

... коли ми заплющуємо очі й вимикаємо прилади, усе навколо перетворюється на кенгуру. Але варто нам увімкнути прилади чи розплющити очі, усе перетворюється на те, що ми бачимо. Парадоксальність полягає в тому, що ці світи принципово не можна ні довести, ні спростувати, і, як правило, вони відкидаються бритвою Оккама.

(бритвою Оккама називають принцип «не примножуй сутності без потреби»)

Насправді, якщо вдуматися, такий самий парадокс можливий з будь-якою іншою сумчастою твариною або взагалі ... з реальністю в цілому: ми не можемо ні довести, ні спростувати існування реальності, якої ми не сприймаємо, і маємо її відрізати бритвою Оккама

Або, простіше кажучи, не має сенсу говорити про «існування» чогось, про що «ми» не знаємо. І в просторі, і в часі існує лише те, що сприймається свідомістю.

Інакше кажучи, свідомість є причиною існування чого б то не було.

Ба більше, ми можемо визначити свідомість як властивість суб'єкта наділяти існуванням себе і навколишній світ

Справді, уявімо собі, що у двощілинному експерименті як «спостерігача» використовується манекен, дуже схожий на людину, або будь-яка інша імітація людини, наприклад людиноподібний робот, здатний з легкістю пройти тест Тюрінга. Чи зможемо ми таким чином обманути електрон або навіть фотон? Чи можемо ми взагалі якимось чином змусити частинку «зробити вибір» без наявності людини (точніше, без наявності спостерігача, що володіє свідомістю)?

Мені здається, що фізика, попри історично сформовану тенденцію вважати об'єктом її дослідження об'єктивно існуючий світ, має відмовитися від концепції частинок, що роблять вибір, і не вживати вираз «частинка робить вибір».

Звичайно ж, вибір робить не об'єкт, а спостерігач.

З погляду спостерігача існує лише те, що сприймається свідомістю.

Багатосвітова інтерпретація квантової механіки тому має стільки ж сенсу, скільки й гіпотеза про те, що, коли ми заплющуємо очі, навколишній світ перетворюється на кенгуру.

Примітка: Вельми дотепне логічне спростування багатосвітової інтерпретації було дано у статті Олександра Болдачова Логика многомировой интерпретации квантовой механики (2025)

Свідомість та інтелект у квантовій механіці

Кожен, кого не шокує квантова теорія, її не розуміє.

(Anyone who is not shocked by quantum theory has not understood it)

Niels Bohr

Уявімо собі такий мисленнєвий експеримент:

Відтворимо експеримент Шредінгера, але візьмемо кількох спостерігачів, кожен з яких перевірятиме стан кота таким чином, щоб про результат перевірки не було відомо іншим. І потім, після низки вимірювань, порівняємо результати.

Наскільки узгоджуються результати спостереження за навколишнім світом у різних людей, чи справді відбувається так, що якщо один уже побачив кота мертвим, то інший уже не може побачити його живим?

Мені не відомо про проведення подібних дослідів, але ми можемо припустити, що результати спостережень різних людей узгоджуються між собою, навіть якщо вони не повідомляли одне одному про ці результати.

З тих висновків, які ми вже зробили, випливає, що для такого експерименту необов'язково брати кота, лічильник Гейгера й атомне ядро. Достатньо кинути гральну кість у непрозору склянку, до якої потім по одному підійдуть спостерігачі, зафіксують побачене, а потім порівняють свої спостереження.

В експерименті Ейнштейна — Подольського — Розена, або в аналогічному ж експерименті з кулями в ящиках, один із яких перебуває на Землі, а інший на Марсі, якщо ми вважаємо, що частинки не можуть обмінюватися між собою інформацією, то в нас виходить, що або

1. інформація про спостереження, зроблене першим спостерігачем, передається другому спостерігачеві, або
2. спостерігач, насправді, один

У першому випадку в нас виникає та сама проблема зі спостерігачами, яка була раніше з частинками: інформація передається швидше за швидкість світла і взагалі без будь-якої взаємодії.

Тобто якщо припустити, що в експерименті Ейнштейна — Подольського — Розена інформація передається не від частинки до частинки, а від спостерігача до спостерігача, то все ж передача інформації має місце, а отже, вона не може бути миттєвою, і передавана інформація може зазнавати викривлень.

У нашому мисленнєвому експерименті з котом і безліччю спостерігачів, якщо припустити, що перший, хто відкрив ящик, якимось чином передає інформацію про те, що він побачив, і єдність картини світу (включно з котом), яку бачать різні незалежні спостерігачі, забезпечується такою передачею інформації, то логічно було б припустити, що при такій передачі можливі викривлення.

У другому випадку ми можемо сформулювати припущення, що насправді спостерігач один, і жодної передачі інформації від одного спостерігача не відбувається. Звичайно, це можуть бути різні біологічні істоти, але з погляду ролі спостерігача у квантовій фізиці — це один і той самий спостерігач.

Ми можемо таким чином розділити інтелект і свідомість. Свідомість у всіх одна, будь-який спостерігач — одна й та сама свідомість, але кожен окремий експериментатор наділений своїм власним інтелектом. Інакше кажучи, якщо ящик із мертвим котом відкрив неписьменний пастух, то Нобелівський лауреат у цьому ж ящику знайде того самого мертвого кота, вони можуть давати різне тлумачення побаченому через різницю інтелекту, але бачать вони те саме — бо це одна й та сама спостерігаюча свідомість.

З одного боку, це може звучати дивно: людина, що перебуває в цей момент на Марсі, і людина, що перебуває в цей момент на Землі, і людина, що жила на Землі три тисячі років тому, — прояви одного й того самого спостерігача, у силу спостереження якого спостережувані об'єкти переходять зі змішення можливих станів у конкретні (або, інакше кажучи, реальні чи дійсно існуючі) стани, набуваючи існування в теперішньому і минулому. Але саме таке пояснення квантової механіки є найбільш несуперечливим і позбавляє нас парадоксів. Крім того, таке пояснення дозволяє нам зрозуміти щось важливе про нас самих. Усвідомлення власного буття і буття навколишнього світу, те, що відрізняє нас, Спостерігача, від спостережуваних об'єктів.

Будь-який «спостерігач» у термінах квантової механіки — це один і той самий глобальний суб'єкт, що усвідомлює реальність і створює її цим усвідомленням.

Виходить, що «об'єктивна реальність», навколишній світ — є не що інше, як результат відокремлення свідомістю себе від навколишнього світу. Те, що каббала описує терміном «цимцум», буквально «стиснення», маючи на увазі під цим, що нескінченний Творець (Ейн-Соф (אֵין סוֹף), буквально «нескінченне»), обмежуючи себе, нібито створює «вільне місце» (‏מקום פנױ‏), у якому з'являється світ. Або, інакше кажучи, світ з'являється в силу того, що Творець «відокремлює» себе від світу, і світ існує завдяки цьому «відокремленню».

Ми можемо помітити, що в той час як фізики підійшли до меж об'єктивної реальності, можливо, до цих самих меж, але з іншого боку, підійшли містики (див. Фритьоф Капра. Дао фізики. Дослідження паралелей між сучасною фізикою і східним містицизмом)

І тут ми на час залишимо фізичні лабораторії з котами в залізних ящиках, лічильниками Гейгера і фотонними гарматами, і перенесемося на кілька тисяч років назад у синайську пустелю.

Тетраграматон. Таємниці древнього імені та інтерпретація квантової механіки.

Не нам, Господи, не нам, але Йменню Своєму дай славу

(לא לנו יהוה לא לנו כי לשמך תן כבוד)

Девіз Ордену Тамплієрів (Храмовників)

Як точно вимовити саме «основне» Чотирибуквене Ім'я, ми, найімовірніше, дізнаємося, коли прийде пророк Еліягу, наприкінці шостого тисячоліття (тобто вже скоро — у час, який визначить Всевишній).

рав Еліягу Ессас Про огласовку Чотирибуквеного Імені, 21.09.08

Тепер ми спробуємо застосувати нашу інтерпретацію квантової механіки для розкриття змісту деяких древніх легенд і таємниць, що так чи інакше володіють умами людей упродовж тисячоліть.

Тетраграматон. Священне непроказуване ім'я, утрачене слово європейських містиків.

Отже, гора Синай, імовірно друге тисячоліття до нашої ери. Людина на ім'я Моше (відома як Мойсей у християнстві або Муса в Ісламі) бачить палаючий кущ, з якого до нього звертається Всевишній. Саме в цій розмові Всевишній сповіщає Моше своє ім'я.

Розберемо цей уривок у Танаху. У перекладі Огієнка текст українською такий Вихід 3:13–15:

13 І сказав Мойсей до Бога: «Ото я прийду до Ізраїлевих синів та й скажу їм: „Бог ваших батьків послав мене до вас“, то вони запитають мене: „Яке Ім'я Його?“ Що я скажу їм?»

14 І сказав Бог Мойсеєві: «Я Той, що є». І сказав: «Отак скажеш Ізраїлевим синам: Сущий послав мене до вас».

15 І сказав іще Бог до Мойсея: «Отак скажи Ізраїлевим синам: Господь, Бог батьків ваших, Бог Авраама, Бог Ісака й Бог Якова послав мене до вас. А оце Ім'я Моє навіки, і це пам'ять про Мене з роду в рід».

Текст івритом з англійським перекладом (Jewish Publication Society of America Version (JPS) 1917 Edition) можна прочитати на Exodus Chapter 3 שְׁמוֹת.

Ми розберемо івритський текст (звучання всієї глави івритом), у прив'язці до тієї інтерпретації квантової механіки, яку ми розглядали вище (версія перекладу автора цієї статті):

[1]

וַיֹּאמֶר מֹשֶׁה אֶל-הָאֱלֹהִים.

І говорить Моше до Всевишніх

Ми переклали івритське слово אלוהים (елоhім) як «Всевишні». В його основі корінь אל, що має значення «божественне», але також і «увись». Цікаво, що граматично елоhім — це форма множини, тобто «всевишні» або «боги», але з ним уживається дієслово однини.

Тора (Біблія) починається фразою בְּרֵאשִׁית בָּרָא אֱלֹהִים, буквально «на початку Всевишні (множина) створив (однина)»

Класичний коментар Сончино так пояснює вживання підмета у множині з присудком в однині:

Елоhім як слово мови має значення «множина вищих сил». Однак, коли йдеться про Всевишнього, Тора не допускає жодної асоціації з аспектом множинності. Слово Елоhім, що вживається як ім'я, має дещо інше значення: «Джерело виникнення і підтримання існування всіх сил». Воно вказує на те, що всі існуючі сили, де б вони не виявлялися, завжди перебувають у владі Всевишнього.

Однак в аспекті нашої інтерпретації квантової механіки, у якій безліч спостерігачів, що на перший погляд видаються незалежними, насправді є одним і тим самим спостерігачем, який створює своїм спостереженням навколишній світ, ми могли б пояснити таку граматику в Торі відображенням цього аспекту того, що ми позначили як «спостерігач» з погляду квантової механіки.

[2]

הִנֵּה אָנֹכִי בָא אֶל-בְּנֵי יִשְׂרָאֵל, וְאָמַרְתִּי לָהֶם, אֱלֹהֵי אֲבוֹתֵיכֶם שְׁלָחַנִי אֲלֵיכֶם; וְאָמְרוּ-לִי מַה-שְּׁמוֹ, מָה אֹמַר אֲלֵהֶם

Ось я прийшов до синів Ізраїля, і сказав їм: Бог (Всевишні) батьків ваших послав мене до вас; і сказали мені: яке його ім'я? Що говорити їм? (буквально: «що [я] сказав їм?»)

Тут слід звернути увагу, що в Торі опис майбутнього часу (Моше запитує про те, що буде, коли він прийде до синів Ізраїля) здійснюється за допомогою слів, що граматично стоять у минулому часі, причому таке вживання в івриті використовується лише в мові Танаха. Утім, українською таке вживання також звучить логічно: «ось я прийшов і сказав їм» — стосовно майбутнього часу українською виглядає як моделювання ситуації, яка матиме місце в майбутньому, і не виглядає парадоксально.

[3]

וַיֹּאמֶר אֱלֹהִים אֶל-מֹשֶׁה,

«І говорить Всевишній (Всевишні) до Моше:»

[4]

אֶהְיֶה אֲשֶׁר אֶהְיֶה

Звучить як «еhье ашер еhье». Переклад цієї фрази завжди був складним.

Коментар Сончино так пояснює цю фразу:

Це ім'я Всевишнього, яке івритом звучить Еhье Ашер Еhье, не піддається точному перекладові. Буквально його можна було б перекласти як «Я Буду Так, Як Я Буду».

У перекладі Огієнка цю фразу передано як «Я Той, що є»

Тобто буквально можна перекласти: «(я) буду яке буду», «буду існувати тим, що буду існувати», «я буду тим, що буду існувати», але найвдаліший варіант перекладу, на мою думку: «той, хто є причиною буття» (див. Тетраграматон (Чотирибуквене Ім'я Бога))

Далі אהיה («еhье» («я буду»)) використовується як ім'я Всевишнього:

[5]

וַיֹּאמֶר, כֹּה תֹאמַר לִבְנֵי יִשְׂרָאֵל, אֶהְיֶה, שְׁלָחַנִי אֲלֵיכֶם.

І сказав: отак скажи синам Ізраїля, я буду (אהיה) тим, що послав до вас.

За традицією це слово אהיה вимовляється при читанні Тори. І це слово використовується в сучасному івриті в тому самому значенні, див. наприклад популярну пісню אייל גולן - אהיה בכל מקום (Еяль Голан «Буду всюди» (мова йде, щоправда, не про всюдисущість Всевишнього, а про любов хлопця до дівчини))

У перекладі Огієнка:

«І сказав: Отак скажеш Ізраїлевим синам: Сущий послав мене до вас»

[6]

וַיֹּאמֶר עוֹד אֱלֹהִים אֶל-מֹשֶׁה, כֹּה-תֹאמַר אֶל-בְּנֵי יִשְׂרָאֵל, יְהוָה אֱלֹהֵי אֲבֹתֵיכֶם אֱלֹהֵי אַבְרָהָם אֱלֹהֵי יִצְחָק וֵאלֹהֵי יַעֲקֹב, שְׁלָחַנִי אֲלֵיכֶם; זֶה-שְּׁמִי לְעֹלָם, וְזֶה זִכְרִי לְדֹר דֹּר.

І ще сказав Всевишній до Моше: отак скажи синам Ізраїля: «він буде (יהוה) Всевишнім батьків ваших, Всевишнім Авраама, Всевишнім Іцхака і Всевишнім Якова, тим, що послав мене до вас». Це ім'я моє навіки (також можна прочитати «це ім'я моє приховай» — але це суперечить даній перед тим вказівці сповістити це ім'я), і це пам'ять про мене в поколіннях.

У перекладі Огієнка:

І сказав іще Бог до Мойсея: Отак скажи Ізраїлевим синам: Господь, Бог батьків ваших, Бог Авраама, Бог Ісака й Бог Якова послав мене до вас. А оце Ім'я Моє навіки, і це пам'ять про Мене з роду в рід.

У цьому уривку ім'я Всевишнього пишеться יהוה. Це тетраграматон, священне непроказуване ім'я.

Його огласовка в Торі יְהוָה заздалегідь не відповідає тому, як це ім'я вимовляв Моше, і служить нагадуванням, що за традицією в цьому місці вимовляється слово «адонай» («Наш Господь»), огласовки від якого в адаптованому вигляді перенесено в цьому випадку (з урахуванням того, що в одному випадку в першій букві використовується шва, в іншому — хатаф-патах, див. Огласовка тетраграмматона і Барух Подольський. Ім'я Боже)

אהיה — майбутній час однини першої особи від дієслова לִהיוֹת, яке позначає «бути, існувати, ставати», у тому числі використовується як модальне дієслово в конструкціях для утворення майбутнього («буду робити щось») або минулого часу, чи умовного способу.

Корінь дієслова: ה-י-ה (hей - йуд- hей)

У позначеннях (конкорданції) Стронга цей корінь: H1961 і етимологічно походить від або пов'язаний із коренем הוה (Стронг H1933), який використовується в дієслові לְהַווֹת, основне значення якого також «бути, існувати» (переклад у Словнику Б. Подольського: «1. складати, створювати, утворювати 2. являти собою») Корінь цього дієслова ה - ו -ה (hей - вав- hей)

Так у древній, але дотепер популярній, пісні «Адон Олам (Господь світу)» («Adon Olam» / «אדון עולם») є рядок про Всевишнього:

І він був, і він є

וְהוּא הָיָה וְהוּא הֹוֶה

Транскрипція: «ве у hая, ве у ове» (V'hu hayah v'hu hoveh), див. у виконанні Саріт Хадад або ізраїльських солдатів.

Для минулого часу використано форму дієслова לִהיוֹת (він був), для теперішнього часу використано форму дієслова לְהַווֹת (він є)

Традиційно вважається, що тетраграматон утворений від кореня ה-י-ה (дієслово לִהיוֹת) (див. Тетраграматон (Чотирибуквене Ім'я Бога)), точне його граматичне значення невідоме.

Ми ж вважаємо, що тетраграматон утворений від кореня ה - ו -ה (дієслово לְהַווֹת), відповідно יהוה слід читати «він буде», огласовка יְהֻוֶּה (шва, шурук, сеголь; вав (ו) кореневa буква, а не огласовка).

Тобто це майбутній час 3-ї особи однини від дієслова «бути» (לְהַווֹת) — «він буде» (див. форми цього дієслова на https://www.pealim.com/dict/452-lehavot/)

Таким чином ми маємо в першому випадку:

І сказав: отак скажи синам Ізраїля, я буду (אהיה) тим, що послав до вас.

і далі:

І ще сказав Всевишній до Моше: отак скажи синам Ізраїля, він буде (יְהֻוֶּה) Всевишнім батьків ваших, Всевишнім Авраама, Всевишнім Іцхака і Всевишнім Якова — тим, що послав мене до вас.

Якщо ми приймаємо положення про те, що в цьому уривку відповідь на питання «як ім'я Його» (מַה שְּׁמוֹ) міститься тричі:

(1) אהיה אשר אהיה

(2) אהיה

(3) יהוה

І в перших двох згадках ми маємо граматично зрозумілу форму дієслова «бути/існувати» — «буду», то в цю схему вбудовується і припущення про те, що в третьому слід читати «буде», що своєю чергою дає логічно і граматично вибудувану фразу: він буде (יְהֻוֶּה) Всевишнім батьків ваших, Всевишнім Авраама, Всевишнім Іцхака і Всевишнім Якова — тим, що послав мене до вас (або можливий варіант: «[і] він послав мене до вас»).

Але, звичайно ж, нам мало граматично правильної фрази, бо ми припускаємо, що в ній має бути закладено зміст, що допомагає нам зрозуміти щось важливе про Всевишнього і про нас самих: про те, хто ми, і хто Всевишній, і яка взаємозалежність між Творцем, світом і людиною.

Отже, погляньмо з погляду тих висновків, які ми зробили в частині, що стосується квантової механіки, на традицію, що сакралізувала слова, що позначають існування, як такі, що позначають Бога.

Висновок про єдиність «спостерігача» при тому, що нам здається, що спостерігачів багато, і про те, що цей спостерігач і є тим, що дозволяє світові «бути», нам здається співзвучним ідеї про те, що Бог єдиний і він є тим, що зумовлює існування світу (אֶהְיֶה אֲשֶׁר אֶהְיֶה)

Справді, свідомість божественна, у тому сенсі, що перебуває нібито за рамками об'єктивного світу. Ми не можемо створити свідомість, у тому сенсі, що ми не можемо (принаймні поки що) створити нового «спостерігача» в термінах квантової механіки, ми можемо лише бути ним.

З цього погляду ми можемо пояснити, яким чином шість тисяч років тому «створено» матеріальний світ, що існує вже мільйони й мільярди років. Минуле «створюється» актом спостереження. Фотон, який ми виміряли, у минулому пройшов крізь конкретну щілину у двощілинному досліді; кіт у ящику, який ми відкрили, — був уже живим або мертвим і в минулому. Так само і світ, який «побачив» спостерігач, — «існував» у минулому вже мільйони років. Але без спостерігача цей світ не існує і не існував у минулому. У минулому в нього лише «квантова суперпозиція», але навіть ця квантова суперпозиція в минулому — це лише «міркування» про те, що в невідкритому ящику, а не дійсне буття всередині ящика.

Ми можемо створити комп'ютер, здатний робити величезну кількість обчислень, але ми не можемо (принаймні поки що) створити комп'ютер, який знає про те, що він існує.

З цього погляду стає зрозумілою ідея про те, що людина створена «за образом і подобою» Всевишнього (בְּצַלְמֵנוּ כִּדְמוּתֵנוּ). Це, звичайно, не означає, що у Всевишнього дві руки, дві ноги, одна голова і два вуха. Це означає, що «людина» в цьому контексті означає носія свідомості, тобто під людиною в цьому випадку мається на увазі не біологічна істота, яка в минулому походить від мавпи в ході еволюції, а суб'єкт, що володіє свідомістю, і під створенням людини в цьому випадку розуміється не процес еволюції біологічного організму, а поява «спостерігача» в термінах квантової фізики, тобто усвідомлення людиною себе як когось, хто існує і є відокремленим від навколишнього світу, що своєю чергою зумовлює існування світу.

Висновки

Не повинно приймати в природі інших причин понад ті, які істинні й достатні для пояснення явищ…

Ісаак Ньютон Математичні начала натуральної філософії

... відкиньте все неможливе, те, що залишиться, і буде відповіддю, хоч би яким неймовірним воно здавалося

Шерлок Холмс (А. Конан-Дойл «Знак чотирьох»)

Несуперечливу інтерпретацію квантової механіки може бути побудовано на основі такого:

1. Існує лише те, що володіє свідомістю, або те, що сприймається свідомістю спостерігача.

2. Свідомість є властивістю суб'єкта наділяти існуванням себе і навколишній світ.

3. Колапс хвильової функції, тобто вибір об'єктом дійсного стану з діапазону можливостей, відбувається внаслідок вибору, що його робить суб'єкт, а не об'єкт спостереження. При цьому діапазон можливостей задається спостерігачем.

4. Будь-який окремий об'єкт не володіє окремим існуванням, а є набором властивостей, що їх виокремлює спостерігач зі спостережуваного світу.

5. З погляду квантової механіки існує лише один «спостерігач». Усі істоти або суб'єкти, що володіють свідомістю, є його проявом.

6. Усі суб'єкти, що володіють свідомістю, пов'язані. Усякий суб'єкт, що володіє свідомістю, може взаємодіяти сам із собою. Будь-яка взаємодія будь-яких суб'єктів, що володіють свідомістю, є взаємодією певної сутності самої з собою. Ця сутність є Творцем світу, і вона є одночасно причиною і наслідком існування всіх суб'єктів, що володіють свідомістю, або кожного такого суб'єкта.

7. Інтуїтивне усвідомлення положень попередніх пунктів лежить в основі монотеїстичної релігії.

---

Обговорення:

Обговорення цієї статті на Хабрі (російською) і продовження дискусії (російською) у коментарях до статті про квантову телепортацію.

---