одействовать, будет принимать то или иное определенное состояние только после наблюдения. До момента такого наблюдения все возможности продолжают сосуществовать и являются одинаково реальными. Другими словами, частица может находиться в двух местах одновременно, а фотон может обладать как горизонтальной, так и вертикальной поляризацией, и это остается таковым до тех пор, пока кто-нибудь не обратит на них внимание. После этого одно состояние материализуется, а другое исчезает без следа.
Копенгагенская команда разобралась с вопросом, почему такое поведение не имело смысла в классическом мире (вспомните пример из предыдущей главы, в котором игра в бейсбол может быть успешной или провальной, но не тем и другим одновременно), заявив о существовании одного набора правил для квантового мира и другого – для классического, а также о том, что они никогда не пересекаются. Задумав проткнуть иглой этот воздушный шарик, Шрёдингер придумал сценарий, когда два мира могут быть объединены, и какая при этом получится «нелепая ситуация». В 1935 г. в немецком издании Naturwissenschaften он написал следующее: «Кот заперт в стальной камере вместе со следующим устройством (при этом устройство должно быть защищено от прямого вмешательства кота): в счетчике Гейгера есть крошечный кусочек радиоактивного вещества, настолько маленький, что в течение часа один из атомов, возможно, распадется, но с равной вероятностью этого может и не произойти. Однако, если это произойдет, то счетчик начнет разряжаться, сработает реле, опустится молоточек и разобьет пробирку с синильной кислотой. Если оставить всю систему без присмотра на один час, то можно утверждать, что кот все еще жив, если за это время распада атома не произошло. В противном случае он бы отравился газом. Пси-функцию всей системы можно выразить как смесь мертвого кота и живого или то, что они размазаны в равных пропорциях».
Короче говоря, квантовая теория утверждала, что радиоактивный атом в камере будет существовать в суперпозиции до того, как он будет обнаружен. Это означает, что несчастный кот был одновременно жив и мертв, пока ящик не открыт, – что все считали невозможным. (По крайней мере, в одном мире, но впереди нас ждут ветви Эверетта!) Шрёдингер полагал, что копенгагенская интерпретация делает такой абсурдный вывод неизбежным, и поэтому ошибочна.
Пример с котом Шрёдингера считается самым популярным мысленным экспериментом в истории, однако его нельзя назвать самым оригинальным. Первый случай, когда физик проиллюстрировал нелогичность такой интерпретации КТ, найдя способ связать субмикроскопическое квантовое поведение с повседневным классическим миром, произошел гораздо раньше. В 1920 г., то есть пятнадцатью годами ранее, Альберт Эйнштейн придумал очень похожий мысленный эксперимент, используя в качестве объекта взрывающуюся бомбу, приведенную в действие атомным распадом.
Итак, по одному из пунктов дискутировать со Шрёдингером или Эйнштейном будет бессмысленно: предсказание квантовой теории, что реальность зависит от наблюдателя, представляется довольно-таки странной. Но эксперименты продолжают это подтверждать.
Чуть более полувека назад, в 1961 г. Юджин Вигнер провел еще один знаменитый мысленный эксперимент. В нем участвовали два наблюдателя – Вигнер и друг Вигнера. Один производил измерения в лаборатории, а другой позднее слушал сообщение об этом (что очень похоже на ситуацию, описанную в главе 4). Эксперимент был разработан так, чтобы исследовать природу измерения и возможность существования подлинных фактов. Если состояние объекта остается в суперпозиции для наблюдателя вне лаборатории, пока ему не сообщат результат, но при этом объект «коллапсирует» при измерении для наблюдателя внутри, то какое значение это имеет для реальности и роли в ней наблюдателя? Подобные гипотезы отражают давние подозрения физиков, что квантовая механика позволяет двум наблюдателям познавать разные противоречивые реальности, однако недавние достижения квантовых технологий наконец-то позволили проверить это в лаборатории с помощью запутанности. В эксперименте с использованием самых современных приборов, отчет о котором опубликован в журнале Science Advances в 2019 г., Массимилиано Пройетти вместе с коллегами из Университета Хериота-Уатта в Эдинбурге создали различные реальности (используя шесть запутанных фотонов для создания двух альтернативных реальностей) и сравнили их (см. рисунок 6.1).
Рис. 6.1. Экспериментальная установка из статьи в Science Advances, опубликованной в 2019 г. (Massimiliano Proietti et al., Sci Adv 2019; 5: eaaw9832). Пары запутанных фотонов от источника (S0) использовались для создания двух альтернативных реальностей, данные которых были переданы другу Алисы (левый ящик) и другу Боба (правый ящик), которые измеряли свои соответствующие фотоны, чтобы определить, находятся ли измеритель и фотон в суперпозиции[14].
Несмотря на использование самых современных квантовых технологий, исследователи потратили несколько недель, чтобы собрать достаточный для статистических расчетов объем данных. Однако эксперимент выдал однозначный результат: обе реальности могут сосуществовать, даже если они приводят к несовместимым результатам, как и предсказывал Вигнер. Созданные реальности могут быть несовместимы, поэтому невозможно прийти к единому мнению об эксперименте, основываясь на объективных фактах. Эти результаты означают, что объективной реальности не существует. Авторы признавались: «Полученный результат предполагает, что квантовую теорию следует интерпретировать в зависимости от наблюдателя… Научный метод основан на фактах, полученных путем многократных измерений, и одобрен всеми, независимо от того, кто их наблюдал. И все-таки в [нашей] статье они [наблюдатели] опровергают эту идею и, возможно, самым решительным способом».
Хотя наблюдатели в эксперименте моделировались запутанными фотонами[15], тот же принцип применим и к макроскопическим детекторам, в том числе к сознательным наблюдателям. Результаты дают экспериментальное подтверждение наших рассуждений в этой главе, а именно, что ученые впервые осознали в прошлом веке и что осознаёт наблюдатель. Иными словами – сознание изменяет реальность.
Итак, сознание очень важно (возможно, его недооценивали больше, чем другие концепции), однако при его исследовании нас всегда подстерегают неприятные ловушки. Во всяком случае, что это такое? Несмотря на нескончаемые споры относительно его определения, под сознанием обычно понимают состояние знания, восприятия вещей, наличия чувств, состояние бодрствования и обладания опытом. Самый скользкий аспект в обозначении сознания в том, что его понимание означает не просто исследование природы или качества мыслей, но, что гораздо глубже, каково это – иметь мысли? В последнее время для обозначения индивидуальных, субъективных ощущений или переживаний, определяющих сознание, ученые используют термин «квалиа».
Философ Дэвид Чалмерс ввел в обиход фразу «трудная проблема сознания», помечая тем самым сложности, с которыми сталкивается наука в попытках объяснить, как материя – атомы углерода, водорода и кислорода, или ткань мозга, или движущиеся электроны (электрический ток), путешествующие по нейронам, – вызывает субъективное ощущение пурпурного сумеречного неба или запаха свежескошенной травы. До сих пор все предпринятые усилия объяснить это оказались тщетными. Нам еще труднее будет объяснить, как вообще возникают любые квалиа, или ощущения восприятия. Достаточно вспомнить многовековые споры, вместе ли или раздельно существуют материя и сознание, и если они разделены, то что из них первостепенно.
Иногда вся эта проблема представляется хорошо продуманной шуткой. Осознание, по-видимому, является наиболее интимным и очевидным аспектом реальности, и потому сама невозможность его объяснить и даже обсудить делает ситуацию весьма комичной. Процесс его изучения одновременно прост, как камень, и непостижимо труден.
Особые муки нам доставляет противоречие между нашей неспособностью объяснить, как возникает то, что дает живому существу чувство осознания, и тем фактом, что квалиа являются до такой степени самоочевидными, что нам их просто невозможно выразить. Благодаря сознанию мы воспринимаем небо как голубое. Такой опыт – довольно-таки простой и бесспорный, было бы невозможно постичь, если бы мы родились слепыми, и даже если бы кто-то очень долго пытался передать его нам интеллектуально. Переживание голубого неба самоочевидно и не похоже ни на что другое. Наблюдая его, мы испытываем удовлетворение от завершенности. Когда мы видим небо, мы полностью осознаём, как оно выглядит, в нем нет ничего, что еще нужно постигать. Наше восприятие является всеобъемлющим. В нем есть всё.
Так что если человек намерен исследовать Вселенную, изучить ее свойства посредством знания, то сам факт осознания вполне может рассматриваться как начальный, самый надежный аспект существования. Если и есть краеугольный камень, отправная точка, фундамент, то это сознание.
Тем не менее, хотя пионеры квантовых исследований с ним считались и свидетельствовали о его значимости, многие ученые не уверены, что одними математическими и физическими уравнениями можно охватить неуловимые моменты жизни. Так и масло не станет смешиваться с водой. Вот почему в наши дни, спустя столетие, большинство ученых предпочитают менять тему всякий раз, когда речь заходит о сознании. А те, кто действительно занимается данной проблемой, упорно продолжают делать это поверхностно. Как мы уже поясняли ранее, они либо не могут, либо не хотят расширять границы науки, чтобы вписать в ее сферу такой субъективный феномен.
Возьмем, к примеру, ученого-когнитивиста Дэниела Деннета, автора книги «Объяснённое сознание». Он отвергает квалиа, даже не считая такую концепцию полезной, а его книга, несмотря на многообещающее название, по сути проигнорировала трудную проблему. Вместо этого сотни страниц данного труда занимает описание того, какие части мозга контролируют конкретные функции, например зрение. По этой причине многие критики именуют эту книгу не иначе как «Игнорирование сознания».