Эффект наблюдателя

Человек познает мир в тех или иных его аспектах с момента рождения и до смерти. Но как только мы физически умираем, реальность исчезает. Во всяком случае для нас самих. Мы только предполагаем, что мир существовал до нас и будет существовать после нас… Между тем есть научные теории, утверждающие, что существование тех или иных вещей и даже Вселенной зависит исключительно от наблюдателя. Недавно в журнале Nature Physics были опубликованы результаты эксперимента, проведенного специалистами из Австралийского национального университета, которые смогли в какой-то степени подтвердить эту теорию.

Мы, люди, считаем свое существование само собой разумеющимся. Но если задуматься, то как и почему получилось, что мы существуем? Почему в мире есть животные, растения, разные неодушевленные вещи? И почему все они устроены определенным образом и подчиняются определенным законам?

Впрочем, в философии действует так называемый антропный принцип, гласящий, что мир проявляет себя подобным образом, поскольку мы присутствуем в нем в качестве наблюдателей.

Законы квантовой механики утверждают, что между нашим субъективным сознанием и объектами внешнего мира нет четких границ. Таким образом, свойства последних могут зависеть лишь от нашего собственного восприятия. Например, опыты уже давно показали, что состояние физической частицы способно меняться, когда появляется наблюдатель.

Согласно большинству современных физических моделей такие частицы, как электрон, не имеют фиксированной позиции в пространстве. Можно лишь составить уравнение волновой функции, описывающее вероятность нахождения электрона в определенном месте в тот или иной момент времени. Но на самом деле частицы флуктуируют. Именно благодаря процессам квантовых флуктуаций зародилась и стала развиваться Вселенная.

Исследования реликтового излучения, дошедшего до нас спустя 380000 лет после Большого взрыва, дают основание предположить, что на заре существования Вселенной квантовые флуктуации сделали одни ее регионы плотнее остальных. Из этой плотной материи позднее возникла «космическая паутина», состоящая из галактик, звезд, планет и других объектов, а в конечном итоге и жизнь…

Кроме того, Большой взрыв привел к явлению быстрого разрастания материи, известному как инфляция. Оно было обусловлено взаимодействием квантовых частиц, так называемых инфлятонов. Каждая из них случайным образом переплелась с другими частицами, порождая «пузыри» новых вселенных… В свою очередь каждый «пузырь» тоже прошел через стадию инфляции, породив еще больше «пузырей». Так возникла мультивселенная. Инфляция продолжается, поэтому новые вселенные будут возникать постоянно.

Главной «фишкой» такой бесконечной Вселенной является то, что любое событие, которое может произойти в ней, однозначно когда-нибудь произойдет. Например, может появиться бестелесное сознание, или обезьяны, беспорядочно стучащие по клавишам компьютера, когда-нибудь случайным образом наберут собрание сочинений Шекспира. Однако Шон Кэрролл из Калифорнийского технологического института попытался доказать, что квантовые флуктуации зависят от взаимодействия с внешней системой, которую можно назвать наблюдателем (распространенный термин в квантовой механике).

Но в таком случае инфлятон должен был появиться раньше остальных частиц, следовательно, никаких внешних энергий, с которыми он мог бы взаимодействовать, в ранней Вселенной не существовало. Так что он не мог подвергнуться флуктуациям и породить мультивселенную. Лишь позднее инфлятоны «развалились» на несколько типов обычных частиц, которые могли вступать в «контакт» друг с другом.

Существует и описание эксперимента английского физика Томаса Юнга, создателя волновой теории света. Когда частицы света выпускаются в сторону экрана, на пути излучения стоят две щели. По идее, одна частица может пройти только через одну щель. Так и происходит, если рядом находятся наблюдатель или детектор, регистрирующие, в какую именно щель проник тот или иной фотон. Но если наблюдения нет, то световые лучи превращаются в волну, оставляя на экране характерный интерференционный рисунок. Так было получено подтверждение квантовой корпускулярно-волновой природы света.

В известном мысленном эксперименте американского физика-теоретика Джона Уилера движущемуся фотону или атому предоставляли выбор, вести себя как частица или как волна. Но каким образом он совершал этот выбор? Ученые предположили, что объективное состояние частицы не зависит от измерений, проведенных исследователями. Это относится не только к микрочастицам, но и к объектам вообще. Но при этом квантовая механика может предсказать, как будет вести себя объект. Прогноз зависит от характера измерений по окончании движения.

«На квантовом уровне реальности не существует, если вы на нее не смотрите, – прокомментировал один из авторов исследования, профессор Эндрю Траскотт. – Если вы считаете, что атом идет по определенному пути, вы должны согласиться с тем, что на будущие измерения влияет его история. Атомы не переходили из А в В. Только когда мы проводили опрос в конце поездки, они действовали как волна или как частица». Тогда получается, что и само движение частиц или иных объектов может являться своего рода иллюзией.

Просто мы как наблюдатели предполагаем, что объект движется. Если Вселенная существует помимо нашего субъективного сознания, то все равно она существует благодаря некоему наблюдателю. И австралийские физики считают, что неплохо бы выяснить, кто этот «первичный» наблюдатель. Тут уже встает вопрос о божественном начале или высшем космическом разуме, который, кстати, можно рассматривать и в рамках научной парадигмы.

Допустим, если бы где-то мог зародиться бестелесный мозг (в науке этот условный феномен носит название «мозги Больцмана», в честь известного австрийского физика-теоретика Людвига Больцмана), то за всю историю развития Вселенной он должен был намного превзойти наше сознание. А ведь наша картина мира ориентирована на то, что именно люди, а не абстрактные «мозги», наблюдают за происходящими во Вселенной событиями… Не слишком ли самонадеянно?

Лада КОВАЛЕНКО