Квантовое сознание

Квантовое сознание

Что общего у сознания и квантовой механики? То, что никто их не понимает и не имеет ни малейшего понятия, как вообще там все работает. Я уж точно. Постойте-ка, мы не понимаем квантовую механику и не понимаем сознание – совпадение? Как сказал американский физик Ричард Фейнман, «Я не могу решить эту проблему, поэтому думаю, что никакой проблемы и вовсе нет, но это не точно». Да-да, именно так и сказал, наверное.

Что есть сознание? Квантовые импульсы, выдуманная нами иллюзия или…душа? Э нет, в эту сторону мы сегодня точно не пойдем. Идея квантового сознания сама по себе не очень-то научна, а если ее еще и смешать с этой темой, то получится слишком взрывной коктейль, разгребать последствия которого я не хочу. Поэтому сегодня мы так аккуратненько пройдемся по краю науки или хотя бы околонаучных тем, чтобы попытаться выяснить, есть ли связь между сознанием и квантовой механикой. Думаю, будет интересно, но это не точно.

Сознание и предубеждение

В попытках наконец понять, как же все-таки работает сознание, некоторые ученые решились разворошить осиное гнездо под названием квантовая физика и поискать ответы там. Не удивительно, что у этой теории сразу появилось множество противников, ибо кто в здравом уме будет пытаться объяснить одну тайну другой? Ну, хорошо-хорошо, кто кроме теории струн? Это же все равно, что пытаться найти иголку в стоге сена, вывалив на него еще один стог сена.

Но ладно, хотят они исследовать связи сознания и квантовой физики, пусть себе исследуют, вот только как? Легко сказать, что между ними есть связь, но вот пояснить за это трудновато, потому что никто не понимает ни того, ни другого, а единственный, кто может исследовать нечто подобное, выполняя огромное количество операций и расчетов в секунду, это квантовый компьютер. Только его пока не изобрели, вот незадача то. Поэтому идея квантового сознания в научном сообществе стоит в одном ряду с эльфами, мистицизмом и… душой, ангелами и серебряным городом, да. Однако, в ее защиту хочу сказать, что полностью опровергнуть данную теорию никто так и не смог. Поэтому, исходя из теории вероятностей, нельзя точно утверждать, что она совсем не имеет смысла.

Сознание и предубеждение
Сознание и предубеждение

По сути своей, квантовая теория может объяснить все на уровне элементарных частиц, ну, могла бы, если бы не была лишь теорией. Наверное, даже тот, кто совсем ничего не смыслит в квантовой физике (подавляющее большинство), знаком с ее величайшей загадкой – влиянием наблюдателя на результат эксперимента, названный «эффектом наблюдателя» или сознанием наблюдателя. И это станет нашей отправной точкой в дальнейших рассуждениях на сегодняшнюю тему.

Сознание и наблюдатель

Открытие данного эффекта нехило так всколыхнуло весь научный мир, заставив некоторые части тел ученых сжаться до субатомного уровня. Если коротко, то сознание наблюдателя говорит нам о том, что где-то там в самых недрах материи существует свой мир, поведение которого зависит от того, смотрим мы на него или нет. В таком случае, что есть реальность на самом деле? Что есть свобода воли и действий?

Сложив одно с другим ученые выдвинули теорию того, что сознание играет не последнюю роль в квантовой механике, но многие воспротивились, назвав эту идею антинаучным бредом. Даже Альберт Эйнштейн высказался по этому поводу: «неужели Луна существует, только когда вы на нее смотрите?».

Однако это не остановило сторонников данной идеи. Более того, они пошли еще дальше и теперь считают, что не сознание влияет на квантовую механику, а наоборот, оно появилось только из-за нее. Бум! По их словам, квантовая физика способна объяснить нам, как вообще работает наш мозг, и имеет ли место, что квантовый мозг может одновременно предполагать две взаимоисключающие вещи так же, как квантовые частицы могут находится в двух состояниях одновременно.

Ответов пока нет, но есть еще более разгоряченные дискуссии. Уж точно не мне судить о том, есть ли связь между квантовой механикой и сознанием, но одно могу сказать точно: странная во всех отношениях теория заставила нас думать о еще более странных вещах, и это интересно. Дальше – больше.

Сознание и эксперименты

Многие из вас наверняка знают об эксперименте с двойной щелью и лучом света. Ничего сложного, просто свет лампочки на пути к одному экрану, проходит через другой, в котором имеются две параллельные щели. В данном эксперименте свет ведет себя как волна – проходя через щели, волны сталкиваются, усиливают друг друга и на втором экране мы видим несколько черных и белых полос.

На протяжении двух веков этот опыт использовали как доказательство того, что свет – это волна. А потом пришла квантовая теория и перевернула все с ног на голову. Ученые провели тот же эксперимент, но уже с частицами, а именно электронами. И обнаружили, что по каким-то неведанным магическим причинам эти частицы интерферируют, то есть ведут себя как волны.

Эксперименте с двойной щелью и лучом света
Эксперименте с двойной щелью и лучом света

Ученые сели подумать, глянули на частицы, потом на результат, потом опять на частицы – единственное, что могло вызвать их интерференцию по пути на большой экран, это те самые щели, потому что никаких других препятствий не было. А это значит, что частица, проходя через две щели интерферирует сама с собой.

Тогда исследователи решили разместить датчик в одной из щелей, чтобы понять проходят ли частицы через нее на самом деле. И вот тут начались настоящие странности.

Благодаря детектору выяснилось, что электроны действительно проходят через щель, но интерференции нет. Ничто не мешало частице на пути ее следования к экрану, лишь велось наблюдение. И уже этого стало достаточно, чтобы в корне изменить результат всего эксперимента.

Немецкий физик Паскуаль Йордан, наверное, первым озвучил то, о чем боялись сказать другие ученые: «Наблюдения не нарушают результат эксперимента, они его определяют. Именно наблюдатель заставляет частицу выбрать ее состояние». О какой объективной реальности вообще может идти речь после такого? О какой свободе воли мы можем говорить, если нашим сознанием управляет квантовая механика и наши мысли определяет некий незримый наблюдатель. Наблюдатель, которого многие называют… Так все, это рассуждение зашло слишком далеко.

Сознание и эксперименты
Сознание и эксперименты

Да шучу я, расслабьтесь. Не все так однозначно в квантовой физике, но вспоминая теорию вероятностей, нельзя исключать ничего, что не поддается опровержению. Но, если вы умаете, что еще более странных странностей быть не может, то лучше отдохните и разгрузите голову перед тем, как читать дальше. А дальше, как известно, – еще больше.

Сознание и суперпозиция

Хорошо, если мы влияем на поведение частицы в момент выбора ею пути: интерференция или нет, то что будет, если мы посмотрим на нее уже после того, как она пройдет через щель и определится?

В общем, опыт с «отложенным выбором» провели. И это заставило некоторых ученых чуть ли не рвать на себе волосы. Оказалось, что не важно, когда мы проводим наблюдения, интерференции все равно не будет. То есть фотоны света интерферируют ровно до того момента, как мы на них посмотрим, независимо от того, прошли они уже через щели или нет. То есть вы хотите сказать, что они «знают», что сейчас за ними наблюдает детектор?

Из всех возможных вариантов поведения частицы она выбирает один конкретный лишь в момент наблюдения. Все остальное время она находится в состоянии суперпозиции – то есть всех состояниях одновременно.

Мы кажется, стали забывать о главной теме этой статьи, но вы, наверное, уже и сами догадались. Частица принимает определенную позицию тогда, когда мы на нее смотрим. В таком случае, можно ли говорить о том, что ее позиция выбирается тогда, когда она достигает нашего… сознания?

Теория стала набирать обороты, и американский физик-теоретик Джон Уилер решил даже своеобразно потролить своих коллег, сказав, что возможно, изначально во Вселенной было множество вариантов развития событий, но то, что появились мы и стали за всем этим наблюдать, изменило ход истории. Тем самым можно сказать, что мы живем в «соучастной вселенной». Шутник, однако.

Но, как известно, в каждой шутке есть какая-никакая доля правды, и, так как единого объяснения всему этому до сих пор нет, то нельзя исключать даже такое. Вы и сами можете выдвинуть какую-нибудь безумную теорию и, если опровергнуть ее не удастся, то она тоже может быть одним из возможных вариантов. Но все такие теории связывает одна основа: между квантовой механикой и сознанием должна быть какая-то связь.

Сознание и Пенроуз

Пожалуй, самый известный сторонник квантовой теории, это британский физик Роджер Пенроуз. Тот самый ярый противник теории инфляции, о котором я упоминал в статье про Большой взрыв. И уж он точно кое-что да понимает в квантовой механике. Он высказал предположение о том, что неважно, зависит ли механика от сознания или наоборот, она все равно участвует в его процессах.

Физик и математик Роджер Пенроуз
Физик и математик Роджер Пенроуз

Пенроуз задал много интересных вопросов на эту тему. Например: есть ли в нашем мозгу что-то, что может по-разному реагировать на одно и то же квантовое событие? Может ли это что-то находится в состоянии суперпозиции? Влияет ли эта суперпозиция на нейроны мозга и связи между ними? Может ли быть, что наше восприятие тоже лишь квантовый эффект?

Никто не станет отрицать, что мозг человека способен обрабатывать больше информации и проводить больше вычислений, чем любой современный компьютер. Не исключено, что человек может справится даже с такими вычислениями, которые не подвластны обычной цифровой логике.

Впервые теория связи между сознанием и квантовой механикой промелькнула в книге Пенроуза «Новый ум короля» 1989 года. Там физик описал идею «оркестрованной объективной редукции», которая, по его словам, определяет интерференцию и суперпозицию как реальный физический процесс. Это предположение основано на гравитации, которая влияет на объекты макромира, но при этом не затрагивает процессы микромир, поэтому суперпозиция может действовать так же, но наоборот. Проще говоря, если раздать всем нам по суперпозиции, это образует две несовместимые Вселенные, в которых мы будем жить одновременно.

Потом Пенроуз говорил о том, что то самое что-то в нашем мозгу, некая квантовая структура, которая принимает участие в сознании, может представлять собой белковые нити – микротрубочки, которые содержатся почти во всех клетках человека, включая мозговые нейроны. Но, как обычно, никаких доказательств этому нет.

Сознание и реальность

Один из самых известных квантовых философов Эдриан Кент предположил, что сознание может влиять на некоторые квантовые процессы, но вместе с этим добавил, что на данный момент нет никаких доказательств, объясняющих либо опровергающих это. Он является сторонником вполне убедительного предположения о том, что объяснить работу сознания в доквантовой физике просто невозможно, но все его высказывания весьма осторожны, дабы не задеть чувства скептиков – в конце концов, рассуждения ведь никто не запрещал.

Один из наиболее интересных вопросов из области «что реально, а что нет» - как наше сознание определяет чувства, знакомые только нам. Например, все мы знаем, как выглядит зеленый цвет, ну, кроме слепых и людей страдающих цветовой слепотой – дальтонизмом. Вы никогда не задумывались, как бы вы объяснили одному из таких людей, как выглядит зеленый цвет?

Это касается не только цветов, но и запахов и прочих ощущений. Откуда вам знать, что вы и ваш друг видите зеленый одинаково? Вдруг он видит синий, а синий для него это зеленый. В таком случае вы оба, смотря на траву, скажете, что она зеленая, но на самом деле он видит ее синей. И проверить это невозможно, вы же не залезете к нему в голову, а каких-либо определений зеленому цвету в науке не существует.

Такие уникальные для всех людей ощущения в философии называют «квалиа». Каждый из нас воспринимает их как нечто единое для всех, но на самом деле это лишь продукт нашего сознания. Данная проблема получила название тяжелой проблемы сознания.

Сознание — глубокая тайна
Сознание — глубокая тайна

Кент говорит, что любая попытка связать сознание с физикой неизбежно приведет к какой-нибудь очередной проблеме. В связи с этим у него возникло предположение о том, что если бы мы действительно допустили, представили, вообразили и т.д., что сознание может менять квантовые вероятности, то смогли бы быстрее добиться каких-либо результатов в его исследовании. Проще говоря, если мы хотим понять принцип работы сознания, то должны допустить, что оно действительно может влиять на результаты каких-либо измерений, хотя бы квантовых.

Но даже с учетом таких допущений, наш мозг не способен определить, что реально, а что нет. Он может лишь повлиять на вероятность появления множественных реальностей, которые навязывает нам квантовая механика. Кент настолько оптимистичен, что говорит о довольно больших шансах доказать это экспериментальным путем уже в течение следующих пяти десятилетий. Если это действительно случится, мир в очередной раз перевернется с ног на голову, но уже гораздо серьезнее, чем когда-либо. Так что оно определенно стоит многих лет ожиданий и исследований.