Статья: Планетарий чудес: Магия в гостях у физики

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Менее очевидно, но не менее убедительно, партиципация присутствует в эффекте взаимодействия между наблюдателем квантовых явлений и самими явлениями. Согласно уже упомянутой копенгагенской интерпретации квантовой механики, связанной с именем Нильса Бора, каждый элементарный материальный объект, например, фотон, не существует как нечто определенное до тех пор, пока он не зафиксирован наблюдением [16]. До этого объект существует в так называемом «состоянии суперпозиции» - неопределенном, вероятностном состоянии, так что нельзя сказать, частица это или волна. Именно акт наблюдения определяет, в каком качестве - частицы или волны - данный фотон проявит себя. Таким образом, факт наблюдения не просто отражает реальность подобно зеркалу, но «участвует» в том, во что эта реальность воплощается, в каком-то смысле «определяет» реальность. Иными словами, между актом наблюдения и наблюдаемым элементом материи (например, квантом электромагнитной энергии) имеется связь. Но эта связь не физическая, в которой один физический объект воздействует на другой, а магическая, в которой взаимодействуют принципиально разнородные реальности - сознание наблюдателя и единица материи. При физической причинной связи причина (например, столкновение электрона и позитрона) порождает следствие (появляются два фотона), причем результат подчиняется закону сохранения энергии. При магической связи закон сохранения энергии не важен, поскольку единица материи взаимодействует с сознанием - сущностью не материальной. Единица материи при этом не превращается в нечто другое, а лишь обретает определенную форму - частицы или волны. Сознание не порождает единицу материи, с которой взаимодействует, а участвует в обретении единицей материи ее формы, как бы становясь ее частью.

Иллюстрацией участия сознания в формообразовании реальности может служить так называемый «эксперимент с двумя щелями». В классическом варианте этого эксперимента фотоны, по одному, испускаются лазером в направлении экрана, в котором имеются две параллельные щели. На другой стороне от экрана на некотором расстоянии имеется датчик, на котором фотон, прошедший через щель в экране, оставляет след. Как и полагается частице, на экране после удара фотон оставляет «пятно». Однако когда таких «пятен» накапливается достаточно много, они складываются в паттерн из вертикальных полос, характерный для интерференции волн. Это доказывает, что фотоны являются одновременно и частицами, то есть имеют фиксированную локализацию в пространстве, и волнами, которые такой локализации не имеют [38]. Так же ведут себя электроны и другие элементарные единицы материи [39].

Теперь посмотрим, как на процесс принятия фотонами формы частицы или волны влияет акт наблюдения [40]. С помощью специальной призмы каждый фотон, испускаемый лазером, конвертируют в два связанных между собой («спутанных») фотона более низкой частоты, которые концентрируются в два разных луча, назовем их верхний и нижний. После этого один из лучей-близнецов - нижний -- пропускают через экран с двумя щелями и детектор, как и положено, регистрирует паттерн интерференции. Теперь с помощью специального прибора фотоны, прошедшие через определенную щель, маркируют, «закручивая» фотоны, прошедшие через щель А, по часовой стрелке, а фотоны, прошедшие через щель Б - против часовой стрелки. При этом паттерн интерференции на детекторе исчезает. Наконец, с помощью особого поляризатора «закручивают» фотоны верхнего луча-близнеца, не идущие через двухщелевой экран. Поскольку эти фотоны спутаны с фотонами нижнего луча, они «передают» свою закрутку фотонам нижнего луча, и эта закрутка нейтрализует маркировку, как бы стирая информацию о том, через какую щель нижние фотоны прошли. Паттерн интерференции на нижнем детекторе возникает снова. Вывод: если мы наблюдаем фотоны, зная их локализацию в пространстве, они ведут себя как частицы, а если эти же фотоны наблюдаются без знания их локализации - они ведут себя как волны.

Интересным вариантом этого эксперимента является эксперимент, в котором решение о том, стереть или не стереть информацию «через какую щель» принимается после прохода фотонов через щели в экране. Это достигается путем конвертации фотонов на два спутанных близнеца не до, а после прохождения щелей. В результате образуется четыре луча: два верхних (один - из фотонов, прошедших через щель А, второй - из фотонов, прошедшиз через щель Б) и два нижних - близнецы верхних. Два верхних луча достигают детектора раньше, чем два нижних, после чего каждый из нижних лучей расщепляют еще на два, и у двух из получившихся четырех стирают информацию о том, «через какую щель». Поразительно то, что «спутанные» фотоны верхних лучей ведут себя как частицы, если информация «через какую щель» у их нижних «спутанных» близнецов имеет место, но как волны, если информация «через какую щель» у нижних близнецов стерта. Поскольку решение о том, стирать или не стирать информацию «через какую щель» у нижних близнецов принималось после того, как верхние близнецы уже достигли детектора и «приняли решение», быть им частицей или волной, получается, что верхние близнецы «заранее знали», что произойдет в будущем с их нижними «спутанными» близнецами [41].

Можно спросить, при чем тут сознание? Ведь электроны или фотоны регистрируются приборами, а не прямо нашим сознанием. Но это - неверно поставленный вопрос. Прямо и непосредственно наше сознание не может видеть не только фотоны и электроны, но и вообще реальность. Чтобы что-то увидеть, почувствовать на вкус или услышать, нам нужны специальные приборы, данные нам природой: сетчатка глаза, вкусовые почки языка, барабанные перепонки в ушах. Таких вещей, как «краснота», «соленость», или «громкость» в природе нет, в природе есть лишь электромагнитные волны определенной длины спектра, молекулярные структуры кусочка соли, и амплитуда звуковых колебаний воздуха. Это наши органы восприятия (глаз, язык, ухо) и мозг превращают природные структуры в субъективную реальность - цвет, вкус и звук. Приборы, через которые мы «видим» фотоны и электроны - это тоже искусственный «глаз», превращающий некую реальность в форму, доступную нашему восприятию - след электрона или фотона на экране детектора. Иными словами, приборы - это «очки», через которые сознание только и может увидеть мир, а следовательно - часть сознания.

Итак, тип наблюдения (со знанием или отсутствием знания о локализации) определяет форму, в которой фотон (или электрон) зафиксирует себя на датчике. Еще более удивительно то, что фотон «знает», наблюдают за ним или нет, и действует соответственно как волна или как частица. Получается, что человек и квантовый объект как-бы общаются друг с другом. Иными словами, на глубинном уровне наша вселенная - «партиципационный феномен» [11, с. 81]. А это значит, что магическое явление - партиципация, на новом витке развития знания начинает использоваться в теориях современной физики. Если индеец племени Бороро верил, что он, будучи человеком, в то же время является членом определенного вида птиц, то современный физик верит в то, что он является частью элементарных единиц материи, которые наблюдает.

До сих пор я обсуждал феномен проникновения магических явлений в физику микромира. А что происходит в физике мегамира - космологии?

6.Магия мегамира

Есть старая философская проблема “Если в лесу падает дерево и вокруг никого нет, кто мог бы это услышать, производит ли падение дерева звук, или нет?” Ответ на этот вопрос, считает британский физик Джим Бэгготт, зависит от того, как мы определим звук. Звука как субъективного явления нет, а звук как “звуковые волны в воздушной среде” есть [10]. Ответ Бэгготта страдает неполнотой: ведь и понятие звуковых волн в среде - результат интеллектуальной деятельности человека, а значит, это понятие (как впрочем и все категории физики) - тоже продукт сознания. Выходит - без наличия человека, слышащего звук или думающего о нем, звука нет, как бы мы его ни определили. А что есть? Есть «нечто», о чем мы не можем сказать ничего, кроме: если это «нечто» взаимодействует с человеком, мы слышим то, для чего мы создали понятия “звук” и “звуковые волны”.

Так же и со вселенной. Без человека, воспринимающего звуки и формы вселенной и рассуждающего о ней, есть только «нечто». Без интеллектуальной деятельности человека нет ни фотонов, ни электронов, ни черных дыр, ибо некому эти понятия создавать. Вы спросите: значит, сознание человека, как кисть художника, рисует вселенную, как ему хочется? Вовсе нет. Вселенная существует объективно и не зависима от нашего сознания. Вот только что она такое - эта вселенная - мы можем узнать, лишь “размешав” ее (вселенной) “нечто” в нашем сознании, как сахар в воде. Именно размешав, а не “пропустив” через сознание, как мы пропускаем свет через стекло. Прошедший через стекло свет остается самим собой, а вот прошедшее через сознание «нечто» сливается с нашим сознанием и образует некий неразделимый “сплав”. Этот сплав мы и называем атомами, звездами и галактиками.

Именно потому, что физический мир есть часть нас самих, мы можем его понимать - открывать законы природы. Ведь то, что не является частью нашего сознательного опыта, в принципе не понятно, как людям XIX века непонятны были египетские иероглифы до того, как их расшифровал Жан-Франсуа Шампольон. Именно потому, что физический мир - часть нашего сознания, мы наблюдаем “подстройку” универсальных физических констант вселенной таким образом, что в мире можем быть мы - люди [42]. Ведь если бы хотя бы одна из этих констант (например, гравитационная постоянная G, от которой зависит скорость расширения вселенной) была чуть-чуть иной, жизнь во вселенной была бы невозможна. Например, будь вселенная в своем развитии от Большого Взрыва чуть младше или старше, чем она является сейчас - и нас бы не было, так как не было бы тех элементов, из которых созданы наши тела. Так кто-же так чудесно настроил “рояль вселенной”? Кто тот волшебник, который подогнал фундаментальные константы друг к другу так, что во вселенной возможна жизнь?

Осознание этой проблемы породило теорию «антропного принципа» в космологии [43]. Так называемый «сильный» антропный принцип гласит: поскольку вселенная привела к появлению человека, то она появилась как бы «с расчетом» на его появление [44]. Это как если бы древние египтяне, жившие за тысячи лет до возникновения современного русского языка, писали свои тексты по русски, с расчетом на возникновение в будущем русского языка. В аргументе сильного антропного принципа нетрудно увидеть элемент магического мышления. Напомню еще раз, что, согласно магическому закону партиципации, между человеком и явлениями природы существует мистическое родство, позволяющая человеку понимать вещи природы, а вещам природы - быть понятными человеку. Именно такую связь (соответствие между устройством человека и конструкцией вселенной) и признает сильный антропный принцип. Маг «говорит» с природой на языке ритуалов и заклинаний, ученый - на языке законов природы.

Сильный антропный принцип не исключает возможности существования бога, создавшего вселенную с определенной целью. Те ученые, которые этого допустить не хотят, постулируют «слабый антропный принцип» [45]. Они считают, что разумность (осмысленный текст) законов природы возникает случайно, как если бы шрифт, брошенный с небоскреба, на земле сам сложился в поэму Шекспира. Поскольку это событие маловероятно, приходится предположить, что наша вселенная - одна из бесконечно многих, в которой, по совпадению, произошло соединение букв в осмысленный текст. Отсюда - необходимость постулировать существование бесчисленного количества параллельных вселенных. Но и тут не удается избежать магического мышления. Если сильный антропный принцип потенциально допускает существование «разумного дизайнера», то приверженцы слабого антропного принципа вынуждены брать роль «дизайнера» на себя, создавая в своем воображении бесконечное количество вселенных для того, чтобы объяснить понятность одной из них.

Заключение: Физическая реальность как «Дискомир»

Если до 1970-х годов прошлого века теоретическая физика, так или иначе, соотносила свои заключения с эмпирической реальностью, то в последние десятилетия, в лице таких теорий, как теории струн, параллельных вселенных и некоторых других физика стала жить исключительно в мире эзотерической математики. Бэгготт [10]сравнивает современную физику с воображаемым «Дискомиром» английского писателя Терри Прэтчетта [46]. В этом воображаемом мире (напоминающем мир «Алисы в стране чудес» Льюиса Кэролла) магия соседствует с физикой.

Конечно, можно иронизировать над современными “теоретическими сказками” физиков о параллельных и пузырьковых вселенных, но уместна ли такая ирония? Разве квантовая физика до 1970-х годов, называемая теперь “стандартной моделью”, принципиально отличается от “магической физики” современности? Ведь те физические понятия, которые создала стандартная модель микромира и мегамира -- тоже интеллектуальные конструкции, построенные на основе показаний приборов. Конечно, физические понятия стандартной модели -- не результат произвола, за ними кроется некая независимая от нас реальность, но все же доступ к этой реальности мы получаем через чувства, через сознание. Все теоретические понятия квантовой физики -- электроны и протоны, бозоны и фермионы -- начались как наблюдаемые нами реальные явления мира: реки и горы, камни и растения, циферблаты и измерительные приборы. Однако, по мере удаления от наблюдаемых невооруженным глазом предметов в пространство интеллектуальных конструкций (таких как атом, элементарная частица, кварки и «струны») возрастает вероятность включать в конструкции, основанные на данных опыта, элементы конструкций, которые порождают наша интеллектуальная фантазия и чистая математика. Так возникает «магическая физика».