Жизнь и судьба в квантовом мире

Предисловие

Каждый хотел бы прожить, если не счастливую, то хотя бы благополучную жизнь, а не мучаться под ударами несчастий. Но часто, оборачиваясь назад, делают вывод: не судьба.

Но в какой степени нам подвластна наша судьба? У каждого свой ответ на этот вопрос. Кто-то скажет мы все хозяева своей жизни, кто-то считает, что его судьба предопределена от рождения. А кто-то думает, что управляет своей судьбой, но только отчасти. Сразу скажу -- я отношу себя к этой, третьей группе.
Как ни странно, эта позиция находит объяснение в квантовой физике, точнее, в ее толковании.

Начнем с того, что все в  этом мире, не исключая нас самих, состоит   из субатомных частиц, поведение которых подчиняется законам квантовой механики. И заметим самое важное -- наш мозг не является исключением. Признав этот факт, следует внимательно рассмотреть основные теории, описывающие наше  бытие. В конце концов, если квантовая физика успешно описывает рождение и гибель галактик, аналогичные подходы должны использоваться при изучении проблем, связанных с человеческим сознанием.

Законы квантовой механики хорошо описываются математическим аппаратом, и полностью  подтверждаются в экспериментах с квантовыми объектами. Вместе с тем, некоторые принципы квантовой физики довольно трудны для осмысления, поскольку не имеют аналогов в привычном нам классическом мире. Примером является тот факт, что квантовые частицы могут проявлять себя или как волны, или как корпускулы в зависимости от условий эксперимента.  Некоторые физики считают, что квантовые объекты вообще не существуют, проявляясь только в момент измерения.
 
Любая попытка обнаружить частицу или измерить ее характеристики приводит к тому, что она теряет квантовые свойства. Это значит, что действия экспериментатора неизбежно изменяют состояние квантовой системы. Эти изменения малы -- на уровне квантового объекта, но они способны вызвать видимые процессы в макрообъектах, которыми являются измерительные приборы. Это явление называют принципом наблюдателя.

Еще одной особенностью квантового мира является вероятностный характер многих процессов. Например, результат измерения многих параметров квантового объекта является непредсказуемым. Точность измерения положения частицы оказывается связанной с точностью измерения скорости ее движения -- чем точнее измерена одна величина, тем больше погрешность измерения другой. Этот принцип делает неопределенным положение покоящейся частицы. Многие известные ученые допускают, что квантовые частицы обретают параметры только при их измерении, а до этого их состояние остается неопределенным.

При увеличении размера квантовых систем они начинают вести себя как обычные объекты классической физики.

В мою задачу не входит разбор принципов квантовой механики. Рассмотрим, каким образом использование этих принципов, многократно подтверждённых различными экспериментами, может помочь при решении проблем, которые традиционно относились к гуманитарной сфере: формирование сознания, мыслительный процесс, восприятие и обработка информации, принятие решений, искусственный интеллект и др.
(см. например, Concepts and Their Dynamics: A Quantum-Theoretic Modeling of Human Thought, Diederik Aerts,2012)

Некоторые ученые обратили внимание на то, что понятийный и математический аппарат квантовой физики лучше описывает некоторые “нефизические” явления (понимание смысла, принятие решений, анализ текста) , чем подходы, основанные на классических моделях. Было установлено, что математические методы, используемые в квантовой физике, могут успешно использоваться для описания “не физических” проблем, которые не находят адекватного объяснения в рамках классической логики. (Mark Buchanan, Quantum Mind - Why we think like quarks… “ New Scientist”, 5 сентября, 2011).

Интересные результаты были получены при анализе процессов принятия решений в различных областях, включая политику и экономику. В условиях ограниченного времени “квантовое” мышление оказывается более быстрым, чем строгие логические рассуждения. Всем знакомы случаи, когда решение рождается в форме смутного предположения (догадки), и лишь потом получает логическое обоснование.

Возникает вопрос: почему математический аппарат, используемый в квантовой  физике, находит успешное применение в областях, далеких от физики? Случайность? Есть основание полагать, что человеческий мозг осуществляет базовые (элементарные) операции на квантовом уровне, недоступном для прямого восприятия.

“Квантовый” и “классический” мир

Можно спросить, -- а зачем нам это знать, если мы живем среди объектов и явлений, для описания которых вполне достаточно классической физики? Пусть ученые разрабатывают новые технологии и создают устройства с использованием принципов квантовой механики.

Передо мной стол, на столе яблоко. Да, и то, и другое состоит из атомов, входящих в состав объединенных между собой молекул. Но мне совершенно неважно поведение частиц на квантовом уровне. Достаточно того, что я могу опереться на стол, встать и дотянуться до яблока.
Вся эта картина (стол и яблоко) формируется в нашем сознании по определенным правилам на основе совокупности квантовых частиц, из которых состоят все объекты, а также мы сами со своими мыслями, желаниями и ожиданиями. Эти правила до сих пор остаются тайной для ученых, занятых изучением мозга и умственной деятельности. Тем не менее, с уверенностью можно сказать -- в основе видимого нам мира лежит невидимый квантовый мир со своим загадочным поведением, отличным от классического.
Конечно, можно управлять автомобилем, не вникая в подробности его устройства. Но это значительно сужает контроль и понимание происходящего.  В нашем случае, речь идет об управлении нашей жизнью.

И здесь очень важно то обстоятельство, что наш мозг состоит из квантовых частиц (как и все в этом мире), но его взаимодействие с окружающим миром сопровождается потерей квантовых свойств. Как итог, результат его деятельности представляется нам в виде классического сознания. Аналогично тому, как яблоко или стол, которые состоят из квантовых частиц, видятся нам классическими объектами. Деятельность мозга на квантовом уровне становится доступным нам в “классическом” представлении с некоторыми “утратами”.

Осознание этого обстоятельства очень важно. Имеются существенные отличия классической логики от квантовой. Разумно исходить из того, что деятельность мозга подчиняется наиболее общим законам, по которым живет наша вселенная, и подчиняется принципам квантовой физики. Ведь наш мозг, как и все остальное, состоит из атомов и молекул, которые способны проявлять квантовые свойства, и базовые операции мозга осуществляются на квантовом уровне.

Итак, что мы имеем? Невидимый “квантовый мир”, скрытый от наших органов чувств, и доступный для наблюдения “классический мир”. Что их объединяет? То, что наблюдаемый нами классический мир, в котором мы живем и который отражается в нашем сознании, создан на основе квантового мира нашими действиями - взамодействием органов чувств и мозга с внешней средой. Каким образом? Это пока неизвестно, исследования в этом направлении начаты сравнительно недавно. Важно другое -- ведь и само наше сознание, как и любая другая часть “классического мира” (стол, яблоко), не является исключением. Подобно тому, как окружающая среда есть видимое представление совокупности квантовых частиц, точно так же мы сами, включая наш мозг и его деятельность, являемся классическим воплощением квантового мира, скрытого от прямого наблюдения. То, что мы считаем “Я”, все наши мысли, способности и знания, есть видимое проявление -- “классическое сознание”, сформированное на основе ненаблюдаемого “квантового сознания”.

“Квантовое” сознание

Перенос модели “квантового” мира и “классического” мира на деятельность мозга позволяет объяснить такие странные явления как интуиция, понимание смысла, догадка, творческое озарение, предчувствие. Не все, что происходит на уровне квантового сознания, можно объяснить, используя классические подходы. Включая многие странные принципы квантового мира. Например, принцип неопределенности. Точно так же, как неопределенным является положение квантовой частицы до измерения, мы не можем с полной уверенностью предсказать результат наших действий. Аналогично, не существует 100% уверенности в правильности суждений. Трудно достичь взаимопонимания в обсуждении спорных вопросов. Многие проблемы классического сознания связаны с такими явлениями квантового мира, как неопределенность, контекстность и связанность.

Есть еще одно явление квантового мира очень важное для нашей судьбы. Ученые называют это явление эффектом наблюдателя. Связано это с тем, что квантовый мир недоступен для непосредственного восприятия. Он как бы спрятан от нас, и нужны приборы, чтобы заставить квантовые частицы проявить себя. Но при попытке определить положение частицы или ее скорость, частица переходит в новое состояние. Если взглянуть на роль наблюдателя шире, то позволительно сделать предположение, что любые действия человека, который является квантовой системой, оказывают влияние на состояние квантового мира. Роль наблюдателя может исполнять и человеческий мозг, а это будет означать, что сознание способно влиять на развитие событий в мире, включая нас самих. В этом кроется возможность управлять судьбой отдельной личности и всего человечества. Как реализовать эту возможность? Я не знаю. Но на вопрос, поставленный в предисловии, я ответил. Мы сами своими действиями создаем наш мир, и при этом все происходящее имеет вероятностный характер в том смысле, что является непредсказуемым.

Неизвестно, откроет ли природа свои тайны человеку или они останутся за семью печатями. Есть ощущение, что человечество находится на пороге открытий, которые кардинально изменят наши представления о мире и нашей роли. Объединение усилий физиков, биологов и философов приведет к синтезу этих дисциплин на принципиально новом уровне.