физика и сознание, дополнено

                Если квантовая механика не потрясла вас до глубины души, вы ее еще не поняли. Нильс Бор.

На этом я завершаю свои размышления, которые можно условно объединить под названием “Физика и сознание”. В них я старался четко разделять хорошо известные, многократно проверенные факты и свои предположения. Многие обратили внимание, что очень часто я как бы останавливаюсь в развитии мысли, отчего возникает ощущение недосказанности. Делаю это намеренно и вынуждено. К сожалению, я не обладаю необходимыми знаниями, чтобы раскрыть эту тему. Моя цель -- обратить внимание на некоторые недостаточно исследованные области и предложить новые подходы к изучению сознания. Этот, как и другие тексты - взгляд на проблему, а не ее решение.
Несмотря на развитие науки, проблема сознания остается наиболее загадочной областью исследований. Я надеюсь, что мои попытки осознать природу сознания и духовной жизни помогут найти решение этой проблемы.
В первом разделе я еще раз зафиксирую основные общепризнанные моменты, которые следует учитывать при рассмотрении взаимосвязи физики и сознания.

1.
Все в этом мире, включая меня и вас, мои читатели, состоит из квантовых частиц (атомы, электроны) и является квантовыми системами. Все происходящее в нашем мире подчиняется законам квантовой физики. Классическая физика не противоречит квантовой физике, и применима для объектов большого размера. Поскольку в повседневной жизни на протяжении всего процесса эволюции человека мы обычно имели дело с макроскопическими объектами (яблоко, стол), наше сознание формировалось на основе опыта, полученного в классическом мире, в котором действуют законы классической физики. Соответственно наш язык, система понятий и способ мышления адекватны классическому миру. Мы привыкли к тому, что живем (действуем, наблюдаем, чувствуем, мыслим) в классическом мире. В результате, мы осознаем наше сознание и описываем его, используя классические модели. Эти модели можно отнести к классическому подходу в изучении сознания. Это вполне оправданно, поскольку в классической физике при описании поведения макрообъектов можно игнорировать особенности квантового мира из-за их малого значения.
Эти особенности становятся заметными по мере углубления в структуру макрообъектов, и тут стало понятно, что наши традиционные понятия оказались не очень подходящими для описания наблюдаемых явлений. То же справедливо в отношении нашего сознания. Попытки проникнуть вглубь того, что мы называем сознанием, изучить процессы, происходящие в мозгу на микроскопическом уровне, встречают трудности, подобные тем, которые возникали при попытке заглянуть внутрь материального мира.
Впервые человек соприкоснулся с квантовым миром всего 200 лет назад. Это слишком малый срок, чтобы наше сознание адаптировалось к новой реальности. И тут возникает вопрос, насколько применимы традиционные подходы к вопросам сознания с точки зрения квантовой физики.
Здесь ключевое слово “соприкасаемся”, поскольку квантовый мир недоступен для прямого восприятия. Наши органы чувств и мозг не приспособлены для этого. В нашем “классическом” сознании наш “классический” мозг создает “классическую” картину мира на основе информации, получаемой от органов чувств. Все, что удается -- это заставить квантовые явления проявить себя в классическом мире, используя для этого измерительные системы. Выходит, все суждения о нашем мире на квантовом уровне основаны на вполне классических показаниях приборов, анализируемых "классическим" сознанием. Например, мы можем использовать матрицу детекторов, чтобы определить траекторию движения электронов (хорошо известные эксперименты со щелью). Мы не знаем, как в "действительности" движутся электроны, и можем судить о траектории их движения по электрическим сигналам от датчиков.

Между тем, квантовый мир ведет себя порой очень странно. Например, электроны способны проявлять себя то как волны, то как частицы в зависимости от условий эксперимента. В последнее время все чаще ведущие физики приходят к заключению, что в квантовой реальности вообще нет ни волн, ни частиц. Они считают, что в основе нашего мира лежит квантовое поле, которое проявляет себя или как частицы, или как волны при разных условиях наблюдения. Если точнее, то слова "частица" и  "волна " -- это термины из классической физики, которые используются для интерпретации непонятных нам проявлений квантового мира. Это отражает ограниченность "классического" сознания. Некоторые явления вообще не имеют аналогов в классическом мире, и для их описания используют специальную терминологию. Эта терминология не совсем адекватно описывает квантовые явления, а только обозначает их. Например, ядерным частицам приписывается такое свойство как “спин”. Этот термин обозначает свойство, которое аналогично импульсу и направлению вращения макроскопических тел. Но это не значит, что электроны вращаются как юла. Физики были вынуждены приписать это свойство ядерным частицам, чтобы сделать понятным их поведение.

Те, кто интересуется этой темой, знакомы со странностями, которые проявляются при попытках проникнуть в квантовый мир. К ним относятся принцип неопределенности, квантовая связанность, эффект наблюдателя и вероятностный характер измерений.
Как и в предыдущих статьях на эту тему, я не буду касаться чисто физических аспектов, которые хорошо описаны в многочисленных трудах по проблемам квантовой физики. В настоящее время эта дисциплина отстроена почти полностью. Ее законы и принципы подтверждены в многочисленных экспериментах и практической деятельности. Но одновременно они остаются мало понятными и плохо укладываются в традиционные представления "классического" сознания.

То, о чем иногда забывают -- все эти странности существуют в реальности, и не где-то в научных лабораториях, а непосредственно в том мире, в котором мы живем. Отчасти это заблуждение связано с тем, что для наблюдения квантовых эффектов требуются специальные условия и оборудование. Научные приборы позволяют нам заглянуть в таинственный мир, но наше сознание, оставаясь классическим, не позволяет адекватно осознать сущность квантовой реальности. Но это совсем не означает, что квантовый мир исчезает с прекращением эксперимента. Законы квантовой физики продолжают действовать в отсутствие такого оборудования. Именно благодаря точности и воспроизводимости физических законов мы можем предсказать поведение квантовой системы в любой момент времени и определить, каким образом квантовый мир проявит себя в классическом мире. Не менее важно, проникнуть внутрь "классического" сознания и выяснить, каким образом квантовые явления проявляют себя в процессах формирования и развития сознания.

Возникает вопрос: Так какой мир является реальным -- классический или квантовый?
Мой ответ на этот вопрос -- ни тот, ни другой. Мы слишком мало знаем о работе мозга и о формировании сознания. Сейчас уже понятно, что классический мир является адекватной моделью, созданной нашим квантовым мозгом, на основе практической деятельности в ходе эволюции человеческого организма. Понятно также, что исследования природы сознания невозможны без учета квантовых явлений, которые сами по себе пока представляют загадку.

Я уже подчеркивал то обстоятельство, что квантовый мир недоступен для прямого наблюдения. Он проявляет себя только при определенных условиях при взаимодействии с физическими приборами. Например, чтобы обнаружить поток электронов высокой энергии, можно использовать счетчик Гейгера. Он не делает электроны видимыми, но мы можем судить об их наличии по треску электронных разрядов, которые происходят в счетчике при попадании в него электронов. По числу разрядов нельзя судить о числе электронов, прошедших через счетчик. Многие электроны пролетают через счетчик, не вызвав разряда. Но зная законы квантовой физики можно очень точно рассчитать плотность потока. Если счетчик выключен, квантовый мир не исчезает, но судить о его состоянии мы можем только теоретически.  Я делаю предположение, что классический мир формируется нашим сознанием на основе квантовой реальности ("квантовый мир") с помощью алгоритмов, выработанных на протяжении всей эволюции мозга от микробов до человека.

Для нас красный цвет -- это просто красный цвет, а не излучение с определенной волной (780 нм) и не фотоны с определенной энергией (1,59 эв). Наши глаза регистрируют свет, и интерпретируют полученную информацию в соответствии с классической моделью мира. Мы смотрим на диван и видим отраженный им свет. Цвет диван, так же как его форма, текстура и рисунок обивки, возникает в нашем сознании в результате работы мозга. При плохом освещении диван изменит свой цвет. Мы можем переместить его на другое место, а вместе с ним огромное количество протонов, нейтронов и электронов. Но это все тот же диван. Каким образом в нашем сознании квантовые объекты преобразуются в макрообъекты классического мира, в то, что мы видим и ощущаем, до сих пор остается загадкой. Возможно, наш мир выглядел бы совсем иначе, если бы мы видели инфракрасную или рентгеновскую часть спектра.

Итак, все мы, а не только физики экспериментаторы, существуем в квантовом мире, и все процессы, которые происходят в нашем теле, включая мозг, подчиняются законам квантовой физики.

2.
Так почему я ответил на поставленный выше вопрос "И да, и нет"? Существует еще одно важное обстоятельство, которое полностью меняет классические представления о нашем мире, а именно:  любое вмешательство в квантовый мир изменяет его состояние, причем необратимо. Невозможно провести измерение, (например, определить положение электрона), и после этого вернуть его и весь квантовый мир в состояние, в котором они находились до измерения. Более того, мы можем только предположительно судить о “первоначальном” состоянии.
В классическом мире все иначе. Допустим, на столе лежит яблоко. Мы можем взять его в руки, а потом вернуть на место. Ничего не изменилось. Но если мы изучаем движение электронов, то неизбежно тем самым изменяем их состояние, причем необратимым образом.
В нашей обыденной жизни мы имеем право не замечать эти странности. Мы просто не задумываемся о квантовой природе вещей, хотя все мы (люди, животные и вообще живые организмы) являемся квантовыми системами.
Наши действия необратимо меняют состояние квантового мира. Мы уверены, что измерение положения яблока или его диаметра, само по себе ничего не меняет. Мы можем взять яблоко в руки и вернуть его на место. Все останется как прежде? За исключением одного: в нашем сознании что-то необратимо изменится -- мы будем знать цвет, размеры, форму и положение яблока. Каким-то образом эта информация будет записана в нашем мозге. Мы запомним  и запах яблока, получив возможность определять наличие и сорт яблока по его запаху.

3.
Выводы, которые можно сделать на основе такого подхода, касаются связи между наблюдаемым миром и квантовым миром. Наш мозг формирует картину классического мира  на основе данных, полученных от квантового мира. Это похоже на формирование изображения на экране компьютера путем обработки совокупности кодов 0-1 в файле формата JPG. К сожалению, неизвестно, где эти алгоритмы находятся, и кто их составил. Аналогично происходит обработка информации, полученной от органов чувств, результатом которой является эмоциональное состояние: удовлетворение, страх, агрессия, и пр.   
В повседневной жизни (классический мир) мы считаем, что  наше сознание существует независимо от наблюдаемых объектов. В квантовом мире каждый из нас является частью системы, и каждое наше действие изменяет  этот мир, включая нас самих. Мозг человека является частью всемирной квантовой системы, и все наши действия, включая работу нашего мозга, необратимо меняет  состояние мира.
В эпиграфе я привел слова Нильса Бора: “Если квантовая механика не потрясла вас до глубины души, вы ее еще не поняли”. От себя добавлю, если вы ее поймете, вы будете потрясены еще больше.