[16]. Если происходит распад, счетчик обнаруживает фотон высокой энергии, издавая короткий щелчок, который фиксируют уши лаборанта. Сам по себе звук – просто скоротечная волна воздушного давления, он преобразуется в электрохимический сигнал, который передается по нервам в мозг, где начинается обработка информации, причем сначала на подсознательном уровне. Информация интерпретируется в сознании как щелчок счетчика Гейгера, за которым в коре головного мозга последует каскад интерпретаций. Вся последовательность событий включает в себя одну возможную цепочку мозговой активности, однако обратите внимание, что именно радиоактивный распад и реакции нейронов неизбежно связаны между собой и приводят к единственному результату! Другая цепочка будет соответствовать случаю, когда никакого распада не произошло, и она относится к совершенно другой цепочке мозговой активности: до нашего сведения доводится, что счетчик не издавал никакого щелчка.
Таким образом, мы имеем две возможные ветви – одна завершается осознанием, что щелчок имел место, а в другой ветви есть только тишина. Добавим, что, согласно квантовой теории, обе ситуации были одинаково реальны (в суперпозиции) до момента восприятия. Но я не могу находиться в суперпозиции двух состояний осознанности, поскольку они взаимоисключающие. Я попросту не могу одновременно слышать щелчок и его не слышать. Поэтому я точно нахожусь в одном из двух состояний осознания.
Таким образом, коллапс волновой функции фактически вызван моим восприятием того или иного объекта. Однако читатель вряд ли задумывался, что эти две ветви вытянуты так, чтобы включить в себя радиоактивный радий, прибор, его динамик, вибрирующую барабанную ушную перепонку и вдобавок все эти бесчисленные мозговые нейроны. Все они без исключения являются частью одной ветви Эверетта, и при этом неразделимы.
То, как разные части мозга вовлечены в суперпозицию и ее коллапс в едином переживании, зависит от деталей обработки информации мозгом, и здесь нас может выручить технический подход. Все нейроны мозга обрабатывают информацию с помощью электрических и химических сигналов. Нейроны электрически возбудимы, поддерживая разницу в напряжении на своих мембранах с помощью «ионных насосов». В головном мозге присутствуют ионы натрия, калия и кальция, у них мало электронов, что придает каждому из них небольшой положительный электрический заряд. Они проходят по ионным каналам в мембране клетки, что приводит к разнице концентраций внутриклеточных и внеклеточных ионов. Изменения межмембранного напряжения могут трансформировать функцию этих электрически зависимых ионных каналов. Если напряжение изменяется на достаточно большую величину, то генерируется электрохимический импульс типа «все или ничего», называемый потенциалом действия (также известный как нервный импульс или спайк), который движется вдоль аксона клетки со скоростью от 113 до 402 км/ч и активирует синаптические связи с другими клетками. То есть вся информация в мозге передается благодаря движению ионов.
Эти ионы, а также каналы, по которым они входят или выходят из клетки, очень малы. Американский специалист по математической физике Генри Стапп отметил: «Это создает, по принципу неопределенности Гейзенберга, большую неопределенность в направлении движения иона. Поэтому квантовый волновой пакет, описывающий локализацию иона, значительно расширяется в ходе своего путешествия от ионного канала к точке активации. Вот почему вопрос о том, вызывает или нет ион кальция (вместе с другими ионами кальция) экзоцитоз (то есть выход из клетки), относится к квантовой сфере. По сути, он совпадает с вопросом, проходит ли квантовая частица через одну или другую щель в двухщелевом эксперименте. Согласно квантовой теории, ответ – “и то и другое"».
Хотя Стапп главным образом говорит об открытии или закрытии кальциевых ионных каналов, сам этот механизм может сообщить нам гораздо больше информации. Например, электрофизиологические зонды позволяют нам изучать движение различных типов ионов внутри клеток головного мозга. Если электрод достаточно мал – до микрометров в диаметре, то мы можем непосредственно наблюдать и записывать внутриклеточную электрическую активность в отдельных клетках. Таким образом, у нас есть возможность охватить весь механизм, участвующий в возникновении времени – начиная с квантового уровня (где всё еще находится в суперпозиции) до макроскопических событий в нейросхемах мозга (еще о деятельности мозга и возникновении времени см. главу 11).
Ощущение «времени» – или последовательного течения событий, возникает одновременно во всех пространственных алгоритмах/нейросхемах, ответственных за генерацию сознательного, реального (пространственно-временного) опыта
Здесь не обойтись одним разговором об открытии и закрытии кальциевых каналов, так как уравнение сводится к облаку квантовой информации, когда вы расширяете механизм для включения движения ионов, участвующий во всей временной последовательности событий, от изменений ионных градиентов внутри клетки до активации аксонов. И хотя соответствующие датчики и современные технологии позволяют нам отслеживать генерацию и перемещение потенциала действия по аксонам клеток, все самое главное включает в себя квантовую информацию, возникающую сразу при расширении процесса для включения динамики ионов и их суперпозиции.
Это происходит потому, что именно модуляция динамики ионов на квантовом уровне позволяет всем частям информационной системы, сопоставляемой нами с сознанием – с единым чувством «меня», быть одновременно взаимосвязанными.
И в этом ключ. Самое важное здесь (как и везде в книге, когда речь заходит о сознании и волновой функции) – о тех запутанных областях мозга, которые вместе составляют систему, воспринимаемую как сознание во всех его проявлениях. Они создаются как таковые из-за того, что ощущение «времени» – или последовательного течения событий, возникает одновременно во всех пространственных алгоритмах/нейросхемах, ответственных за генерацию сознательного, реального (пространственно-временного) опыта.
Следует отметить, что пространственное разделение нейронов мозга бессмысленно до того, как произойдет этот процесс. Таков феномен «всё или ничего».
В любой момент с сознанием связано облако квантовой активности. Те аспекты, которые вы чувствуете и переживаете осознанно, будут меняться в зависимости от того, какие воспоминания и эмоции задействованы на данный момент в системе, в соответствии с различными сетями нейросхемы мозга. Пространственно-временная логика может в дальнейшем распространяться на остальной мозг, периферическую нервную систему и даже на весь мир, наблюдаемый в этот момент. Дополнительное подтверждение такому состоянию можно обнаружить у пациентов с диссоциативным расстройством личности (ДРЛ), имеющих разные или разделенные идентичности – по два или более «я», как в знаменитом случае Сибиллы[17]. Здесь один и тот же мозг имеет несколько областей, каждая из которых воспринимает свое «я». В таких случаях большая часть нейросхемы, связанная с каждой из запутанных систем, может перекрываться, и различие – то есть разное «я», возникает из-за того, что в разное время задействуются иные воспоминания и области эмоций. Сибилла сейчас может быть «Пегги», вечером стать «Вики», а завтра оказаться «Сибиллой Энн», в зависимости от того, какие области мозга запутаны в каждый данный момент.
Мы реально можем наблюдать этот процесс в экспериментах, четко демонстрирующих суперпозицию.
Например, в эксперименте от 2007 г. ученые стреляли в прибор фотонами и доказали, что могут задним числом менять выбранное фотонами поведение – в виде частиц или в виде волн (опубликовано в журнале Science). Фотоны должны были «решить», что им предстоит делать, проходя через развилку в приборе. После того как они преодолели около пятидесяти метров после развилки, экспериментатор щелкал выключателем и устанавливал, может ли частица определить, как она вела себя на развилке в прошлом.
Такой тип эксперимента с «отложенным выбором» за десятилетия до его фактического проведения впервые предложил выдающийся физик из Принстона Джон Уилер (он был коллегой Эйнштейна, именно благодаря ему появились термины «черная дыра» и «кротовая нора»). Как это работает, можно видеть на следующем рисунке. Фотоны из нижнего левого угла сначала попадают на светоделитель. Собственно, светоделитель и является «развилкой»: если они ведут себя как частицы, то половина фотонов будет идти прямо вперед, а другая половина отклонится вверх. Напротив, если фотон ведет себя как волна, то движение осуществится по обоим путям, как мы уже ранее говорили. Пройдя светоделитель, каждый фотон с равной вероятностью достигнет одного или другого детектора. Если в приборе используется много бит света в виде частиц, то одна половина попадет в один детектор, а вторая – в другой. Однако еще один светоделитель – пунктирная линия в правом верхнем углу – позволяет объединить пути в единый луч света, демонстрируя эффекты интерференции, характерные для волновой природы света.
Решение экспериментатора использовать этот второй светоделитель определяет, в каком виде фотоны выйдут из прибора. Иными словами, он задним числом определяет выбор фотоном пути и выбор им оказаться волной или частицей, ранее уже принятые фотоном. То есть события, которые уже произошли в прошлом, могут быть изменены действиями и наблюдениями, сделанными в будущем. Однако сам Уилер считает, что такая «ретроактивная» интерпретация эксперимента с отложенным выбором в некотором смысле обманчива. Уилер лишь утверждает: эксперимент просто показывает, что логика происходящего на развилке (в приборе в прошлом), зависит от того, включен или выключен второй светоделитель. Иными словами, никакого коллапса не происходит, пока в настоящем не будет сделан второй выбор или наблюдение.
Рис. 7.1. Экспериментальная реализация опыта Уилера с отложенным выбором. В 2007 г. ученые стреляли фотонами в прибор (стрелка, внизу слева) и показали, что они могут задним числом изменить выбор фотонов: будут ли они вести себя как частицы или как волны. Частицы должны были «решить», выбрать ли им «путь 1» или «путь 2», оказавшись на развилке устройства. Позже (примерно в 50 метрах от развилки) экспериментатор мог, щелкнув выключателем, включить или выключить второй светоделитель («выбор наблюдателя», вверху справа). Как выяснилось, поведение наблюдателя в этот момент определяет, как частица вела себя на развилке в прошлом.