Продолжение. См. № 2, 4, 6, 8/07

Проф. М.Б.МЕНСКИЙ,
ФИАН им. П.Н.Лебедева, г. Москва

mensky@lebedev.ru

Странности квантового мира и тайна сознания

(Печатается выборочно и в сокращении по книге М.Б.Менского «Человек и квантовый мир (странности квантового мира и тайна сознания)» (Фрязино: Век2, 2005; vek-2@mail.ru).)

ГЛАВА 6. ТАЙНА СОЗНАНИЯ (продолжение)

6.3.1. Сознание выбирает альтернативу. Согласно интерпретации Эверетта, имеется бесконечное множество эвереттовских миров (классических «реальностей»), каждый из которых характеризуется некоторой вероятностью (или, в случае непрерывного множества, плотностью вероятности). Распределение вероятностей рассчитывается по обычным квантово-механическим правилам. Вероятность данной альтернативы, найденная по законам квантовой механики, интерпретируется как доля тех эвереттовских миров, в которых реализуется эта альтернатива. Эта вероятность обычно отождествляется с вероятностью для индивидуального сознания оказаться именно в таком мире, т.е. наблюдать именно эту альтернативу.

Такая интерпретация очень естественна, по крайней мере с наивной точки зрения. Индивидуальное сознание выбирает один из эвереттовских миров наугад, поэтому вероятность для индивидуального сознания попасть в определённую альтернативу равна доле тех миров, в которых эта альтернатива реализуется. Если эта доля равна той вероятности, которая предсказывается квантовой механикой, то вероятность для индивидуального сознания попасть в данную альтернативу как раз и равна квантово-механической вероятности. Поэтому в реальных экспериментах, наблюдаемых данным индивидуальным сознанием, предсказания, которые даёт квантовая механика, будут всегда подтверждаться (статистическим, вероятностным образом).

Эта цепочка рассуждений вполне логична. Как раз она ведёт к выводу, что концепция Эверетта даёт точно такие же предсказания, что и копенгагенская интерпретация квантовой механики⁵. Однако эти рассуждения не являются обязательными, в этом пункте интерпретация Эверетта допускает произвол. В принципе, остаётся возможность отказаться от универсальности того распределения вероятностей, которое предписывается квантовой механикой. В частности, при желании можно отказаться вообще от универсальности распределения вероятностей. Наиболее радикальное предположение состояло бы в том, что сознание может влиять на распределение вероятностей, модифицировать его. Некоторые авторы принимали такое радикальное предположение.

Вывод о том, что распределение вероятностей альтернатив однозначно фиксировано законами квантовой механики, не подлежал бы сомнению, если бы выбор одной из альтернатив был одним из тех законов физики, которые объективны и не зависят от сознания наблюдателя. Однако в рамках концепции Эверетта разделение на альтернативы производится сознанием (или даже более определённо: разделение на альтернативы – это и есть сознание). Даже классический характер альтернатив, как мы видели в разделе 6.1, выглядит не как закон природы, а как необходимое условие для существования живых существ. Вполне естественно предположить, что сознание может влиять не только на характер альтернатив, но и на их вероятности, точнее – на вероятности того, какую альтернативу будет наблюдать индивидуальное сознание.

Таким образом, в рамках развиваемой расширенной концепции Эверетта естественным кажется предположение, что индивидуальное сознание может увеличить вероятность попадания в те классы эвереттовских миров, которые по каким-то причинам представляются для него предпочтительными.

Если вероятность альтернативы отождествляется с долей эвереттовских миров соответствующего типа (в которых эта альтернатива наблюдается), высказанное только что предположение может показаться неприемлемым по чисто математической причине. Дело в том, что число, выражающее «долю миров данного класса», на первый взгляд, обязательно должно быть универсальным. Кажется, что эта доля не может зависеть от сознания того или иного наблюдателя. Скорее всего соответствующее распределение вероятностей должно совпадать с квантово-механическим распределением вероятностей, но уж во всяком случае оно должно быть универсальным, не зависеть от наблюдателя. Так кажется на первый взгляд. Однако это верно лишь в том случае, если само понятие «доли миров данного класса» однозначно определено. А так ли это?

Это действительно было бы так, если бы число эвереттовских миров было конечным. Однако для бесконечного множества миров само понятие «доля миров данного класса» не имеет смысла, так что приведённый аргумент в пользу универсальности распределения вероятностей теряет силу. Причина этого в том, что бесконечное множество обладает парадоксальным свойством: его можно поставить во взаимно-однозначное соответствие с его собственным подмножеством. Поэтому в случае бесконечного множества эвереттовских миров распределение вероятностей не обязано быть универсальным, определение различных вероятностных распределений на этом множестве вполне допустимо. Но тогда и предположение о влиянии сознания на распределение вероятностей не является внутренне противоречивым.

Чтобы сделать это утверждение наглядным, представим себе, что бесконечное множество «двойников» данного наблюдателя по очереди направляются сознанием в эвереттовский мир того или иного типа, чтобы заполнить бесконечное множество миров. Для простоты предположим, что имеется лишь две альтернативы, т.е. два типа миров. Предположим, что сознание одного наблюдателя (обозначим его A) распределяет своих двойников таким образом: сначала одного в мир первого типа, потом двух – в мир второго типа, затем снова одного в мир 1, двух – в мир 2 и т.д. (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Сознание модифицирует вероятности эвереттовских миров. Наблюдатель A направляет одного двойника в мир 1, потом двух своих двойников в мир 2, потом повторяет эту операцию. Если эвереттовских миров (и двойников) бесконечно много, то процедура повторяется неограниченно. В результате с вероятностью 1/3 его сознание обнаружит себя в мире 1 и с вероятностью 2/3 — в мире 2. Наблюдатель B, наоборот, отправляет двух своих двойников в мир 1, потом одного — в мир 2 и т.д. Его сознание с вероятностью 2/3 окажется в мире 1 и с вероятностью 1/3 — в мире 2

Сознание второго наблюдателя (B) направляет своих двойников в те же миры иначе: сначала двух — в мир первого типа, потом одного — в мир второго типа, опять двух — в мир 1, одного — в мир 2 и т.д. Какова в этих двух случаях вероятность для каждого двойника попасть в мир типа 1 и вероятность попасть в мир типа 2? Ответ зависит от того, является ли полное число миров конечным или бесконечным.

Рассмотрим сначала случай, когда полное число миров N конечно, причём существует N₁ миров типа 1 и N₂ миров типа 2 (для определённости пусть N₁ < N₂). Всего миров N = N₁ + N₂, и количество двойников как у наблюдателя A, так и у наблюдателя B равно N. Тогда через какое-то время все миры типа 1 будут заполнены и двойниками наблюдателя A, и двойниками наблюдателя B. После этого они вынуждены будут отказаться от своих процедур распределения, и всех оставшихся двойников направить в миры типа 2. В результате и для двойников наблюдателя A, и для двойников наблюдателя B вероятность попасть в мир типа 1 окажется равной p₁ = N₁/N, а вероятность попасть в мир типа 2 будет равна p₂ = N₂/N. Распределение вероятностей в этом случае универсально, оно не может зависеть от сознания наблюдателя.

Совсем иной результат получится в случае, если и общее количество миров, и количество миров типа 1, и количество миров типа 2 бесконечны. Бесконечным должен быть и запас двойников у каждого из наблюдателей A и B. В этом случае каждый из этих наблюдателей может продолжать свою процедуру распределения двойников неограниченно и распределить в соответствии с этой процедурой всё бесконечное количество двойников. Ясно, что при этом для двойника наблюдателя A вероятность попасть в мир 1 окажется равной 1/3 (а вероятность попасть в мир 2 — равной 2/3), а для двойника наблюдателя B вероятность попасть в мир 1 будет равна 2/3 (а вероятность попасть в мир 2 – равна 1/3). Распределение вероятностей в этом случае не универсально: оно зависит от сознания наблюдателя, который выбирает процедуру распределения двойников. В рассмотренном примере наблюдатель A предпочитает мир 2 и старается увеличить вероятность попадания в него. Наблюдатель B, наоборот, предпочитает мир 1 и увеличивает вероятность попадания в этот мир.

Это рассуждение не доказывает, конечно, что сознание на самом деле может управлять вероятностями, но показывает, что предположение о зависимости вероятностей от сознания не является внутренне противоречивым. Можно сказать: непротиворечивым является предположение о том, что сознание может сделать вероятным некоторое событие, даже если по законам физики (квантовой механики) вероятность этого события мала. Сделаем важное уточнение формулировки: сознание данного наблюдателя может сделать вероятным, что он увидит это событие.

Если на самом деле сознание человека обладает способностью модифицировать вероятности попадания его в ту или иную классическую реальность, то это, разумеется, очень важно. Хотя и с оговорками, но можно сказать, что в этом случае каждый сам выбирает мир, в котором он живёт.

Выбор сознанием той альтернативы, в котором оно окажется, объясняет, во-первых, свободу воли. Если человек может поднять руку, а может её опустить, то это соответствует двум различным альтернативам, и сознание может увеличить вероятность одной из этих альтернатив за счёт уменьшения вероятности другой. Это объясняет (в рамках расширенной концепции Эверетта), как возникает возможность произвольно управлять движениями своего тела. Заметим, что общепризнанного объяснения этой привычной возможности не существует. Конечно, известно, что мышцами управляет мозг, посылая управляющие сигналы по нервам. Однако, как происходит выбор того управляющего импульса, который будет послан, неизвестно. В рамках расширенной концепции Эверетта это объясняется естественным образом.

Однако одновременно с объяснением свободы воли возможность сознанием модифицировать вероятности альтернатив приводит и к более экзотическим следствиям. Они возникают потому, что альтернативы могут различаться тем, как ведут себя материальные системы, расположенные вне тела и не имеющие к нему прямого отношения. То же рассуждение, которое объясняет свободу воли, приводит к выводу, что сознание может творить «вероятностные чудеса». Поясним это.

Если сознание делает вероятным такое событие, для которого по законам физики вероятность чрезвычайно мала, то происходящее может выглядеть как чудо. Очень важно, что при этом имеется одно абсолютное ограничение. Вероятность какой-то альтернативы может быть увеличена, но нулевая вероятность не может быть сделана ненулевой. Предположим, что для какой-то (мысленно построенной) «классической реальности» вероятность, рассчитанная по законам квантовой механики, точно равна нулю, т.е. этой реальности на самом деле нет среди всех возможных альтернативных результатов измерения. Тогда индивидуальное сознание не может сделать вероятность попадания в эту реальность ненулевой.

Значит, не всякое чудо возможно. То, что абсолютно запрещено законами физики (то, что бывает лишь в сказках), осуществить в любом случае нельзя. А вот то, что маловероятно, но возможно, то можно реализовать «в действительности», даже если вероятность, рассчитанная научными методами, очень мала. Мы не зря взяли в кавычки выражение «в действительности». Точнее следует сказать: сознание может сделать так, что оно увидит то, что по законам квантовой механики чрезвычайно маловероятно.

Наличие абсолютного ограничения на модификацию вероятностей вызывает большее доверие к гипотезе о модификации вероятностей сознанием. Если бы этого ограничения не было, т.е. данная гипотеза допускала бы любые, в том числе и сказочные, чудеса, она уже из-за этого выглядела бы совершенно произвольной, а значит – сомнительной. Ничем не ограниченная фантазия вряд ли интересна. Те же предположения, которые мы рассматриваем, хотя и выглядят весьма смелыми (а кому-то наверняка кажутся произвольными), на самом деле являются естественными после того, как принята одна-единственная гипотеза об отождествлении сознания с разделением альтернатив (раздел 5.2).

6.3.2. Сознание выходит в квантовый мир. Кроме предположения о возможном влиянии сознания на вероятности альтернатив, в рамках расширенной концепции Эверетта оказывается правдоподобной ещё одна радикальная гипотеза. Она подсказывается тем, что в концепции Эверетта сознание охватывает весь квантовый мир, т.е. все его «классические проекции». Ведь согласно развиваемой концепции сознание – это разделение альтернатив, но не выбор одной из них с отбрасыванием остальных. В свете этого представляется вполне возможным, что индивидуальное сознание, которое живёт в некотором эвереттовском мире (в некоторой классической реальности), при определённых условиях может выходить тем не менее в квантовый мир в целом, «заглядывать» в другие (альтернативные) реальности.

Если предполагается (как это обычно делают в квантовой теории измерений), что при измерении происходит редукция состояния, то все альтернативы, кроме одной, исчезают, и сознанию, живущему в единственной оставшейся альтернативе, заглядывать просто некуда: кроме неё ничего нет. Но если все альтернативы одинаково реальны, а сознание просто «разделяет» для себя их восприятие, то возможность заглянуть в любую альтернативу, осознать её, в принципе существует.

Есть образ, который наглядно иллюстрирует разделение сознания между альтернативными классическими реальностями: это шоры, которые надеваются на лошадь, чтобы она не могла смотреть в сторону и сохраняла направление движения. Точно так же сознание надевает на себя шоры, ставит «перегородки» между различными классическими реальностями. Это делается для того⁶, чтобы каждая «классическая компонента» сознания видела лишь одну из этих реальностей и принимала решения в соответствии с информацией, идущей лишь из одного классического (а значит, относительно стабильного и предсказуемого, т.е. пригодного для жизни) мира. Наличие перегородок целесообразно с точки зрения существования жизни.

Без этих перегородок сознанию представал бы весь квантовый мир, в котором из-за его непредсказуемости нельзя было бы выработать стратегии выживания. Поэтому перегородки между классическими реальностями так же полезны для сознания, как шоры для лошади⁷. Однако лошадь, на которую надели шоры, всё же может, отклонив голову, взглянуть в сторону, так как что-то, на что можно взглянуть, реально существует в стороне, а не только впереди неё. Так и индивидуальное сознание (компонента сознания), хотя оно живёт в некоторой определённой классической реальности, может, несмотря на перегородки, заглянуть в другие классические реальности, в другие эвереттовские миры, потому что, согласно концепции Эверетта, эти миры реально существуют. Вот если бы «других» реальностей вообще не было (если бы они исчезли в результате редукции), тогда заглядывать было бы просто некуда.

Оговоримся ещё раз, что приведённое рассуждение не доказывает возможности заглянуть в другие реальности, но доказывает, что такая возможность в принципе может существовать, что в рамках (расширенной) концепции Эверетта она не запрещена. Если такая возможность действительно существует, и если человек может её реализовать, то он оказывается способен не только мысленно представить (что, конечно, всегда возможно), но также непосредственно воспринять некую «другую реальность», в которой он тоже мог бы оказаться⁸.

Наличие такой возможности полезно для сознания, особенно если оно действительно может влиять на вероятности альтернатив (как мы предположили в разделе 6.3.1). Ведь прежде, чем выбрать предпочтительный эвереттовский мир, стоит ознакомиться со всеми или по крайней мере с некоторыми из них⁹.

Итак, каждое индивидуальное сознание должно постоянно видеть лишь одну классическую реальность, или эвереттовский мир (иначе жизнь невозможна), но иногда оно должно заглядывать и в другие реальности, т.е. выходить в квантовый мир (это позволяет критически оценить ту реальность, в которой оно находится, и выбрать ту, которую оно предпочитает).

Можно даже качественно охарактеризовать то состояние сознания, в котором возможен контакт с другими реальностями. Заглянуть в другие альтернативы (или, что то же, выйти в квантовый мир) удаётся лишь в том случае, если перегородки между альтернативами исчезают или становятся проницаемыми. Согласно рассматриваемой концепции появление перегородок (разделение альтернатив) — это не что иное, как осознавание, т.е. появление сознания, его «начало». Но тогда и наоборот, перегородки исчезают (или становятся проницаемыми) «на границе сознания», когда сознание почти исчезает. Такие состояния обычно называют трансом. Именно такого рода состоянием является медитация, являющаяся основным элементом восточных психологических практик.

Это подводит нас к вопросу о том, нет ли уже сейчас известных феноменов в области сознания, которые подтверждают рассматриваемые гипотезы.

6.4. Как проверить высказанные гипотезы

Как мы видим, сформулированная в главе 5 расширенная концепция Эверетта приводит к радикальным выводам относительно того, что такое сознание, как оно работает и какими возможностями оно обладает. Всё это выглядит (по крайней мере для физика) чрезвычайно необычным и вызывает многочисленные вопросы. Основной вопрос, разумеется, состоит в том, можно ли верить и самой этой концепции, и выводам, которые из неё сделаны, не является ли всё это чистой фантазией, не имеющей под собой никаких оснований. Другими словами, это вопрос об истинности высказанных положений.

В физике, да и вообще в естественных науках, мы привыкли к тому, что критерием истинности является опыт (хотя, скажем, в философии ощущение истинности или ложности некоторого положения основывается лишь на убедительности тех рассуждений, которые его поддерживают). С этой точки зрения расширенная концепция Эверетта – это шаг вперёд по сравнению с оригинальной (многомировой) интерпретацией Эверетта, т.к. допускает проверку, хотя и необычную: наблюдением над сознанием, а не наблюдением над поведением материальных тел. Об этом мы поговорим с общих позиций в разделе 6.4.2 и более конкретно — в разделе 6.5.

Сначала, однако, в разделе 6.4.1 разберёмся в логике проведённых рассуждений. Цель этого состоит в том, чтобы за деревьями увидеть лес. Последовательное и более или менее детальное изложение, проведённое до сих пор, может оставить впечатление, что оно включает довольно большое количество предположений и тем самым всё построение оказывается искусственным. На самом деле все сделанные предположения естественно вытекают из одного, основного, сделанного в разделе 5.2: о том, что сознание – это разделение альтернатив. Остальные предположения, относящиеся уже к работе сознания, вытекают из этого основного почти с необходимостью. Этот факт с самого начала придаёт всему построению достаточную убедительность. Вот эту логику построения концепции мы и попытаемся проследить в разделе 6.4.1.

_______________________

⁵Напомним, что это одно из возражений против интерпретации Эверетта: с этой точки зрения её нельзя ни подтвердить, ни опровергнуть.

⁶Заметим, что выражение «для того», предполагающее наличие цели, допустимо в данном случае, потому что речь идёт о жизни.

⁷Скорее, правда, следует сказать: перегородки между классическими реальностями так же полезны (и даже необходимы) для существования жизни, как шоры для ездока, который запрягает лошадь.

⁸И опять можно заметить разницу между безудержной фантазией и эвереттовской реальностью: вообразить человек может всё, что угодно, а непосредственно воспринимая «другую реальность», он может увидеть только то, что действительно может существовать, что является реальной альтернативой.

⁹В развиваемой концепции кажущаяся необратимая редукция состояния при измерении есть феномен сознания. В квантовом мире редукции нет, эволюция этого мира полностью обратима (она описывается обратимым уравнением Шрёдингера). В таком квантовом мире нет различия между настоящим, прошлым и будущим, и, проникая в него, сознание может получать информацию, относящуюся к любому времени.