Квантовая механика и парадоксы сознания

Предположим, мы меряем, в какой черной коробке оказалась белая частица, с помощью физического прибора – какого-нибудь регистратора со стрелкой или фотофиксатора. Тогда, если частица окажется в левой коробке, состояние прибора, указавшего стрелкой влево, обозначим как Ф₁, если в правой – Ф₂. Ну, а состояние прибора до замера обозначим Ф₀ (стрелка по центру шкалы). Тогда состояние всей системы до замера запишется так:

(Р₁ ψ₁ + Р₂ ψ₂) Ф₀ = Р₁ ψ

₁ Ф₀ + Р₂ ψ₂ Ф_0.

Что мы тут видим? Ту же суперпозицию из двух возможных состояний, только с включенным в систему прибором, который пока еще не сработал. А когда сработает, система будет описываться так:

Ψ = Р₁ ψ₁ Ф₁ + Р₂

 ψ₂ Ф_2.

Первое слагаемое – частица с вероятностью Р₁ окажется в состоянии ψ₁, заставив при этом прибор указать стрелкой на левый ящик (Ф₁). Второе слагаемое – частица с вероятностью Р₂ окажется в правом ящике (ψ₂), заставив прибор принять состояние Ф₂ (его стрелка отклонилась вправо).

Ну, и где вы тут видите какую-то редукцию? Как была сумма, то есть суперпозиция вариантов, так и осталась!

А зачем, кстати, мы включили в схему макроприбор, фиксирующий состояние? Почему обесчеловечили ситуацию? Мы ведь прекрасно можем открыть коробку и сами посмотреть – чего там творится. Соответственно, физическим прибором можно вполне посчитать и человеческий глаз. И мозг, в котором происходит обработка и фиксация информации. И как тогда будет выглядеть формула, если Ф₁ и Ф₂ обозначают не разные состояния прибора со стрелкой, а разные состояния мозга с его разными биофизическими реакциями, фиксирующими тот или иной вариант? Да точно также!

Р₁ ψ₁ Ф₁ + Р₂ ψ₂ Ф_2.

Чтобы продемонстрировать тот факт, что квантовую неопределенность (суперпозицию) можно вытащить из микромира в реальный мир, Эрвин Шрёдингер и придумал свой знаменитый мысленный эксперимент, получивший название «кот Шрёдингера». Вы наверняка про этот эксперимент знаете, он описан в тысячах популярных книг и даже попал на футболки и кружки вместе со знаменитой формулой Эйнштейна.

Итак. У нас есть большой черный ящик, в котором сидит кот. Его туда посадил сам Шрёдингер, загадочно улыбаясь. А также приладил к ящику хитрое устройство. В его составе атом, который в течение некоего срока может распасться с вероятностью 1/2. Если он распадается, прибор это улавливает и приводит в действие молоток, разбивающий ампулу с синильной кислотой, убивающей кота.

Как нам по прошествии указанного срока узнать, кот жив или мертв? Состояние атома описывается суммой, то есть с точки зрения квантовой механики атом находится в состоянии суперпозиции: он одновременно и распавшийся и нераспавшийся. Конкретизирует это состояние, то есть вводит его в нашу привычную реальность (по сути, сделает реальным) только замер. Поскольку «сигнальной лампой» у нас в эксперименте является состояние кота, мы должны открыть крышку и посмотреть – жив кот или нет. Если жив – атом еще не распался. Если мертв – распался.

Однако, поскольку состояние кота напрямую связано (запутано) с состоянием атома, получается, что до проведения замера мы вынуждены описывать и состояние кота тоже как суперпозицию «кот жив» + «кот мертв». Но это же абсурд!

Ведь на самом деле кот не может быть одновременно и живым и мертвым! Это подсказывает нам простая логика макромира!

И вот здесь, друзья мои, я должен вам признаться, что испытал сейчас сильное желание взять слова «на самом деле» в кавычки. Потому как в такой ситуации уже непонятно, что представляет собой это «самое дело». Что такое «реальность»? Есть реальность в узком смысле – та, которую защищал Эйнштейн. Это реальность макромира с привычной нам определенностью положений, траекторий, скоростей. И есть гораздо бо́льшая реальность квантового мира, которая включает в себя нашу привычную «механическую реальность», как большая матрешка маленькую. Об этих двух реальностях мы еще поговорим. А пока закончим фокусы с черными ящиками.

Для того, чтобы примириться с математическим обломом, был придуман постулат редукции фон Неймана[11]. Он заключается в том, что эволюцию изолированной квантовой системы, которая «не коснулась макромира», нужно описывать линейными уравнениями квантовой механики, а когда коснулась, смело отбрасывать те члены уравнения волновой функции, которые в натуре не наблюдаются. И не переживать по этому поводу.

Ладно, переживать не будем. Хотя неприятный осадочек остался…

Ведь это что у нас получается, если вдуматься: как в случае с котом, так и в случае с красивой частицей в одном из черных ящиков? В теории – та же суперпозиция, то же запутанное состояние, только в него теперь включились прибор, глаз, мозг и весь мир, потому что мир, в котором частица оказалась слева, это совсем не тот же мир, в котором частица оказалась справа. Особенно, если на карту поставлено что-то серьезное, например, ядерная война, зависящая от этого выбора.

Так почему же мы всегда видим только одну реальность? Куда девается второй член формулы, и куда девается второй мир?