Чекмасов Борис Владимирович : другие произведения.

Наблюдатель

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
Школа кожевенного мастерства: сумки, ремни своими руками
 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Квантовая физика во многом иррациональна и порождает много вопросов. Многие из этих вопросов выходят далеко за пределы квантовой физики. Эта книга по сути сборник моих вопросов к квантовой физике и попытка на них ответить с помощью логики квантовой физики... Я не претендую на научность, и вопросы мои во многом тоже ненаучны (например в моем списке есть и вопрос "А существует (существовал) ли Бог?", который может выбить любого настоящего ученого из колеи). Воспринимайте книгу просто как сборник вопросов и ответов, а так же умозрительных экспериментов, объединенных одной темой - темой наблюдателя в квантовой физике. Приятного Вам чтения.
  Предисловие от автора.
  
  Квантовая физика во многом иррациональна и порождает много вопросов. Многие из этих вопросов выходят далеко за пределы квантовой физики. Эта книга по сути сборник моих вопросов к квантовой физике и попытка на них ответить с помощью логики квантовой физики... Я не претендую на научность, и вопросы мои во многом тоже ненаучны (например в моем списке есть и вопрос 'А существует (существовал) ли Бог?', который может выбить любого настоящего ученого из колеи). Воспринимайте книгу просто как сборник вопросов и ответов, а так же умозрительных экспериментов, объединенных одной темой - темой наблюдателя в квантовой физике.
  Приятного Вам чтения.
  С уважением, Polosatyj
  
  1. Тождественны ли понятия наблюдатель и детектор?
  
  В квантовой физике большинство эффектов завязано на присутствие детектора в наблюдаемой системе. Некоторые авторы предпочитают вместо детектора использовать слово 'наблюдатель'. Для моего дальнейшего повествования, крайне важно отделить два этих понятия друг от друга.
  Детектор - это прибор, показания которого могут интерпретироваться наблюдателем.
  Наблюдатель - это разумное существо, могущее считать показания детектора и сделать на их основе свои выводы о наблюдаемой квантовой частице.
  Важно понимать, что важен не сам акт измерения, а тот факт попадет ли в итоге информация с детектора в руки наблюдателя или нет (неважно через какой промежуток времени).
  Возьмем для примера классический двухщелевой опыт на электронах, демонстрирующий волновой дуализм электрона: если наблюдателю неизвестна точная траектория каждого электрона (возле щелей отсутствуют детекторы), то дифракционная картина соответствует прохождению через щели волны с соответствующей интерференцией максимумов; если наблюдателю известна точная траектория каждого электрона (возле щелей присутствуют детекторы), то дифракционная картина меняется и соответствует прохождению через щели частиц с соответствующим распределением максимумов. Казалось бы - результат эксперимента зависит только наличия/отсутствия детектора в экспериментальной системе. Наблюдатель тут вроде как и не причем. Однако не забываем тот факт, что детектор - это просто взаимодействующее с электронами вещество. Сплошная стенка, расположенная между двумя щелями - это тот же детектор. Если бы результат опыта зависел только от наличия детектора в системе, то волновая функция электрона в подобном опыте схлопывалась бы каждый раз, в независимости от наличия/отсутствия дополнительных детекторов, передающих информацию наблюдателю. Таким образом, ключевым моментом этого опыта, меняющим свойства пучка электронов, является не наличие детектора, а наличие наблюдателя и факт передачи ему информации.
  В квантовой теории существуют интерпретации (например интерпретация Бома), в которых наблюдатель не является ключевым звеном и основным фактором, влияющем на квантовые эффекты, однако в данный момент ни одна из этих интерпретаций не согласуется с реальными фактами: та же теория Бома предполагает взамен детерминизм, не согласуется со СТО/ОТО и не объясняет тот простой факт, что все ключевые события квантовых систем завязаны на получение информации разумными наблюдателями.
  Но что такое наблюдатель? Насколько он должен быть разумен? Что происходит в момент, когда он отворачивается (или мигает)? Вопросы прибавляются.
  
  2. Эффект ожидания.
  
  Допустим, наблюдатель необходим и квантовой физике без него никуда. Мы уже предположили, что наблюдатель - это разумное существо. Впрочем выбор у нас невелик - мы можем предположить либо то, что это разумное существо, либо то что это живое существо. Никаких достоверных данных в пользу той или иной трактовки у нас нет. И та, и другая формулировка достаточна размыта (есть разные степени разумности, ровно как и разные критерии жизни). Естественно мы можем посадить перед шкалой детектора, к примеру кошку, и попытаться выяснить этот вопрос. Однако факт в том, что кошка не сможет рассказать нам (передать информацию экспериментатору) - что она видит. Если же мы включим в систему дополнительное звено, передающее информацию экспериментатору (например поставим фотоаппарат, который будет делать снимки дифракционной картины в момент включения детектора, и в момент, когда он отключен), то тем самым лишь увеличим временной лаг, передающий информацию собственно экспериментатору, которого собственно и можно будет назвать истинным наблюдателем. Тем самым мы получаем замкнутый на экспериментатора круг. Как бы мы не видоизменяли опыт - в итоге информация поступает к экспериментатору. А экспериментатор ожидает волнового дуализма.
  И тогда возникает вопрос - влияют ли ожидания наблюдателя на результат опыта? В медицине есть такой феномен как плацебо - Вы ожидаете, что от таблетки Вам станет лучше и Вам становится лучше. Это одна из причин, почему при тестировании новых лекарств используют двойной слепой метод. Вы слышали, чтоб в экспериментах квантовой физики использовали двойной слепой метод? Я нет. А ведь это важный момент в познании истины.
  
  3. А существует (существовал) ли Бог?
  
  С эффектом ожидания, описанном в предыдущем разделе, мы скатываемся в субъективизм. Как уже было показано - в большинстве способов выяснить - влияет ли разумность наблюдателя на квантовые эффекты - мы лишь увеличиваем временной лаг от эксперимента до фиксации его результатов экспериментатором. К примеру, посадив за пульт детектора квантовых частиц представителя племени масаев - необразованного чернокожего наблюдателя, родом из Африки, для которого Европа - это метафизический рай, - мы лишь делаем из него дополнительное передаточное звено от детектора к экспериментатору. Однако задав лишь один вопрос - мы сами скатываемся в метафизику. А вопрос этот звучит так: А не являемся ли мы сами передаточным звеном - временным лагом от фиксации эксперимента к истинному наблюдателю? Ведь возможен и такой вариант, что наблюдатель в нашей вселенной лишь один.
  Прониклись? Не удивляйтесь теперь, что среди квантовых физиков так много верующих.
  Ну и раз уж мы начали говорить о Боге, стоит сделать некоторое отступление и провести обратную во времени экстраполяцию.
  Дело в том что в квантовой физике очень многое завязано на понятие наблюдатель. Даже такой рутинный вопрос как 'Какую именно частицу мы можем наблюдать в этой области пространства?' может поставить специалиста по квантовой физике в затруднительное положение. Дело в том что в чистом виде у квантовых частиц нет ни траектории (частица движется одновременно по всем возможным траекториям - эдакая расходящаяся волновая сфера), ни массы , ни даже заряда - и соответственно определить что именно летит здесь и сейчас, порожденное примером столкновением частиц в ускорителе (мюон, электрон, фотон или нечто иное) мы можем только в результате акта измерения (присутствия детектора и наблюдателя). Процесс, в котором частица становится собственно говоря частицей (а не волной вероятности) - иногда называют еще локализацией.
  Опустим пока сотню вопросов, тут же возникающих в нашей голове (я задам их позже) и сосредоточимся на главном факте: От наблюдателя зависит где (в какой точке пространства) и какая частица будет локализована.
  Обычно предполагается, что наблюдателей (в коем качестве может выступать любое разумное существо в нашей Вселенной) у нас много ( ну к примеру только на планете Земля их примерно 7 млрд. человек). В современном представлении (Копенгагенская интерпретация) процесс локализации (или коллапса волновой функции) - одновременно охватывает всех наблюдателей нашей Вселенной. Тобишь после того как допустим Вы локализовали в некой точке электрон - любой из 7 млрд. человек может Вам подтвердить что там находится именно электрон, а не мюон или нечто иное. Тем самым Копенгагенская интерпретация уходит от субъективизма в реализм. Но есть одно но...
  Если бы во Вселенной существовал лишь один наблюдатель, от него бы зависела локализация всех частиц во Вселенной. От него бы зависело где светит Солнце и зеленеет трава, а где находится выжженная пустыня. Все что можно вообразить зависело бы от него. По сути наблюдателя в единственном числе можно и нужно именовать не иначе как Богом. И в истории нашей Вселенной такой момент однозначно был.
  Согласно современным представлениям Вселенная имеет начало (Большой взрыв). И понятно, что в самом начале вроде как не могло существовать ничего разумного (да и живого тоже). Когда-то зародилась жизнь, когда-то появилось первое существо с зачатками разума. И в момент его зарождения мы еще раз приходим к парадоксу Бога и единственного наблюдателя.
  Как бы ни эволюционировала Вселенная, разумные существа появлялись постепенно и так же как всю Жизнь можно в нашем прошлом экстраполировать к одной единственной протоклетке, так же и среди разумных существ в нашей Вселенной очевидно был момент, когда существовало лишь одно разумное существо. Пусть это будет примером гоминид или неандерталец, у которого впервые появился проблеск разума. И пусть в тот момент он стал единственным разумным существом нашей Вселенной. Соответственно он стал и единственным и первым наблюдателем (по сути он был единственным существом, могущем обеспечить коллапс волновой функции со всеми вытекающими в этой вселенной). Как еще можно назвать такое существо, кроме как Богом?
  В этом смысле - квантовая механника и теория Большого взрыва неожиданно дают неожиданный ответ на вопрос о Боге - раньше Бог был. Что стало с ним дальше? Смогло ли это существо воспользоваться гандикапом в миллиарды лет и обеспечить себе бессмертие и какое-то влияние на дальнейшую судьбу Вселенной? Кто знает. В любом случае сейчас его влияние вероятно не большее чем и у любого другого индивида.
  
  4. Магия как реальность.
  
  Как я уже показал в предыдущей части, наблюдатель в единственном числе практически равнозначен крайней степени субъективизма и солипсизма - по сути это Бог, запертый во Вселенной в единственном числе. Его влияние на реальность - безгранично, его власть - безраздельна... но поговорить действительно не с кем, да и Всемирный Потоп устроить можно разве что самому себе :). В этом смысле действительно можно понять неандертальца, начавшего клепать себе соплеменников по своему 'образу и подобию'...
  Неприятным сюрпризом было лишь то, что чем больше наблюдателей, тем более объективна становится картина реальности и тем меньшее влияние имеет каждый член группы наблюдателей на объективную реальность. Примером в настоящий момент (по крайней мере у Землян) все эти локализации частиц и коллапсы волновой функции в лавинообразных квантовых эффектах отражаются лишь на микромире. Никакой 'магии' и 'колдовства': невозможно локализовать достаточно крупную группу частиц (примером создать розового слона щелчком пальцев), не затронув зоны влияния других наблюдателей (Вы не ослышались - квантовая физика, как это ни странно, предполагает магию, и превращения квантовых частиц друг в друга отнюдь не просто так называют превращениями). По сути все мы - заложники друг-друга. Комок наших групповых наблюдений и представлений дополняет друг-друга, усиливая эффект и все это вместе несется вперед, как снежная лавина, вызванная падением единственного камня и формируя объективную реальность...
  В общем к чему это я? К тому, что в небольших группах наблюдателей (что в ранние времена, когда население Земли не было столь большим, имело место) магия и колдовство видимо существовали как реальный факт и эти явления были того же порядка, что и коллапс волновой функции в нынешние времена. Если один наблюдатель - это Бог; пара сотен - Великие Колдуны и Маги; пара миллионов наблюдателей - и мы приходим к физическому реализму и научному мировоззрению.
  
  5. Первородные, духовная сила и вера.
  
  Все предыдущие размышления мы выводили из предположения, что влияние всех наблюдателей в нашей Вселенной на реальность - равнозначно и непротиворечиво. Тобишь если в результате локализации большого массива квантовых частиц - Вы видите перед собой ложку, то и Ваш сосед дядя Вася вероятно будет видеть там ложку, и тетя Нюра из США, покажи Вы ей это место по вебкамере - увидит там ложку. И даже если сюда прилетят инопланетяне с Альфа Центавра - они увидят там ложку.
  Однако что произойдет, если Вы примером хотите видеть ложку, а Ваш сосед дядя Вася - вилку? Если не отказываться от принципа объективизма (все видят одно и то же), то решений по сути может быть лишь два:
  1) Мы можем ввести принцип - кто первый, того и тапки. По сути негласно именно этот принцип и используется в квантовой физике. Именно поэтому я так часто употребляю события в прошедшем времени (раньше бог был, раньше магия существовала итд). Наибольшее влияние будет иметь тот, кто первым подоспел к праздничному столу.
  2) Мы можем ввести критерий некой силы (духовной, наблюдательной или чего-то подобное). Соответственно в этом случае наибольшим влиянием будет обеспечен тот наблюдатель, чья сила (пусть например это будет некая духовная сила - я хоть и не любитель метафизики, однако ж нужно как то обозначить тот факт, что он влиятельнее) будет больше, чем у другого наблюдателя. В этом случае если Вася хочет локализовать вилку, а Вы ложку, но Вася духовно слаб (уж не знаю что это значит - может он пьет или его IQ ниже среднего), то в итоге локализованной будет все таки ложка. И в этом случае мы опять приходим к идее Бога. На этот раз не в качестве первого наблюдателя, а в качестве наблюдателя, чья духовная сила стоит первым номером в нашей Вселенной.
  Ну а есть ли еще способ изменить реальность, не будучи первым и не обладая доминирующим положением на рынке духовных сил? И тут мы приходим к тому, чем давно занимаются и религия, и наука - нужно убедить как можно больше наблюдателей в своей правоте - заставить их поверить, что они увидят то-то и то-то и результат не заставит себя ждать, словно плацебо подсунутое излишне мнительному пациенту. Действительно ли на адронном коллайдере был словлен бозон Хиггса? Ведь ранние коллаборации вроде как выявили отклонения от стандартной модели? Но затем появился обнадеживающий результат от другой группы и во всех последних экспериментах отклонений от стандартной модели уже не наблюдается - что это вера в стандартную модель исправила результаты последних экспериментов? Или же реальность действительна такова, а ранние результаты были из-за погрешностей? И что делать с глобальным потеплением? Не мог ли научно необоснованный пиар на 'зеленой' теме создать реальную проблему? Кто знает, но в вопросах веры, когда определенная мысль массово насаждается большому количеству людей я бы был крайне осторожен, ибо результат может быть весьма неожиданным.
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список

Кожевенное мастерство | Сайт "Художники" | Доска об'явлений "Книги"