Эффект наблюдателя

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Эффект наблюдателя (лат. observer effect) — это происшествия или изменения, повлекаемые средствами и способами получения данных, представлений или знаний. Широкий и разнообразный класс явлений, среди которых каждое по-своему влияет на процессы познания, измерения или моделирования; своего рода апостериорный онтологический напарник априорной эпистемиологической предвзятости наблюдателя, англ. observation bias.

…наблюдение играет решающую роль в атомном событии и что реальность различается в зависимости от того, наблюдаем мы её или нет.

…в описании атомных процессов снова вводится субъективный элемент, так как измерительный прибор создан наблюдателем. Мы должны помнить, что то, что мы наблюдаем, — это не сама природа, а природа, которая выступает в том виде, в каком она выявляется благодаря нашему способу постановки вопросов.

— Вернер Гейзенберг «Физика и философия»

…и, более того, состояние системы наблюдателя описывает наблюдателя как определённо осознающего именно это особенное состояние системы.

— Хью Эверетт «Формулировка квантовой механики через соотнесенные состояния»

Общая информация[править]

Эффект наблюдателя в общем характеризует естественную науку и её предмет: информация об одних частях мира происходит из взаимодействий с другими частями, и невозможно вообразить физический эксперимент, не оказывающий «обратного» влияния на действительность, даже если такое влияние незначительно или легко поддаётся поправке путём дедукции.

С другой стороны, эффекты наблюдателя свойственны и иным явлениям помимо путей научного познания.

Более частный, зачастую ошибочно представляемый в популярной литературе эффект наблюдателя заложен в определение измерения в квантовой теории.

Эффект наблюдателя и парадоксы квантовой механики[править]

Проблема наблюдения стала известной после спора между Эйнштейном и Бором. Как пишет Роберт Антон Уилсон: «Эйнштейн как-то сказал, что если, согласно квантовой теории, наблюдатель создаёт или частично создаёт наблюдаемое, то мышь может переделать вселенную просто посмотрев на неё». Согласно парадоксу кота Шрёдингера, кот одновременно является живым и мертвым. Определить точное состояние кота может только сам наблюдатель после того, как откроет ящик с котом. Эйнштейн попытался написать статью, которая бы развеяла квантовую механику. Однако вместо этого квантовая физика только укрепилась. Поэтому условно принято говорить, что кот Шрёдингера съел мышь Эйнштейна. В расширенном парадоксе друга Вигнера один учёный проверяет состояние кота. Потом другой учёный получив результаты первого, также проверяет кота. Принято считать, что пока все учёные не проверят определённое состояние кота, сам кот до этого находится в состоянии суперпозиции живого и мертвого. Потому, что каждый из этих учёных также является наблюдателем и влияет на результат эксперимента. Возникает проблема с объективным восприятием мира. Возможность постановки эксперимента совсем без участия наблюдателя на данный момент считается проблематичным. Выводы любого эксперимента так или иначе все равно в результате проверяются человеком. Отводя ведущую роль самому учёному—экспериментатору, физик Джон Уилер предлагает заменить слово «наблюдатель» словом «участник».

Вышеупомянутый АПУ (Антропный принцип участия) Уилера означает, что Вселенные без разумного наблюдателя не обретают статус реальности. Причина этого в том, что только наблюдатель в состоянии осуществить редукцию квантового состояния, переводящую ансамбль возможных состояний в одно, реальное. В 2005 году АПУ получает своё естественное продолжение: «Отправители необходимы для привнесения сознания во Вселенную [Senders are necessary to bring consciousness into the Universe])… Другими словами, разумные низкоэнтропийные METI-сигналы представляют собой осознанный вклад в строение Вселенной»[7].

— Антропный_принцип

Квантовая логика[править]

Квантовая логика Джона фон Неймана дала решение проблемы измерения, где наблюдатель оказывается центральным объектом, влияющим на окружающую реальность.

Математик Джон фон Нейман создал прочную математическую основу квантовой теории. Рассматривая наблюдателя и объект наблюдения, он разбил проблему на три процесса.

Процесс 1 — решение наблюдателя относительно того, какой вопрос он задаст квантовому миру. Этот выбор уже сужает степень свободы квантовой системы, ограничивая её реакции.

Процесс 2 — эволюция состояния волнового уравнения. Облако вероятности эволюционирует по схеме, описываемой волновым уравнением Шрёдингера.

Процесс 3 — квантовое состояние, являющееся ответом на вопрос, сформулированный в ходе реализации процесса 1, или схлопывание частицы.

Процесс 4 - неправильно сформулированные вопросы, дают заведомо неправильные ответы.

Процесс 5 - правильно сформировавший вопрос, знает ответ до его (вопроса) формирования.

Один из самых интересных моментов в этой формальной процедуре — решение, какой вопрос задать квантовому миру. Любое наблюдение включает в себя выбор того, что мы намерены наблюдать. Получается, что такие понятия, как «выбор» и «свободная воля», становятся частью квантового события.

Эта теория квантовой логики не определяет, что включено в физическую систему процесса 2. Это означает, что мозг наблюдателя может восприниматься как часть эволюционирующей волновой функции наряду с наблюдаемыми электронами. В связи с этим возник целый ряд теорий, описывающих сознание, разум и мозг

— Уильям Арнц, Бетси Чейс, Марк Висенте «Что мы вообще знаем?»

Взаимосвязь физики и сознания[править]

Нейробиологи уже давно наблюдают биофотоны. Так ученые из канадского Университета Калгари, изучая оптические характеристики аксонов, подтвердили, что передача фотонов внутри мозга вполне возможна. За роль волновода отвечает миелиновая оболочка аксона. «Этого механизма, по-видимому, достаточно для обеспечения передачи большого количества бит информации или даже создания квантовой запутанности», — заявляет Париса Заркешян с командой ученых. Таким образом, возникает возможность описания физических процессов, происходящих в мозге, с использованием квантовых гипотез [1][неавторитетный источник? 2322 дня][2].

Физик—теоретик Генри Стапп, психоневролог Джеффри Шварц, и психолог Марио Боурегард объединили методы различных дисциплин, чтобы создать единую теорию квантового разума. В отличие от стандартных концепций они считают, что не разум регулируется мозгом, а наоборот, мозг регулируется разумом. Пока не появится наблюдатель, электроны представляют собой лишь аморфное облако. Взаимосвязью квантовой физики и сознания также интересовались Джон Экклз, Стюарт Хамерофф и Роджер Пенроуз. По мнению последнего объективная редукция квантового состояния является основой сознания.

Когда первопроходцы квантовой теории впервые обнаружили этот «эффект наблюдателя», они встревожились не на шутку. Казалось, он подрывает предположение, лежащее в основе всей науки: что где-то там существует объективный мир, независимый от нас. Если мир действительно ведет себя зависимо от того, как — или если — мы смотрим на него, что будет означать «реальность» на самом деле?

— [3]

Мэтью Фишер (Matthew P.A. Fisher), физик из университета Санта-Барбары в Калифорнии, после успешного лечения депрессии в конце 1980-х заинтересовался нейробиологическими механизмами работы антидепрессантов и размышлял о возможности квантовых процессов в головном мозге. Мэтью Фишера поразили данные учёных Корнеллского университета, в 1986 году, исследовавших влияние изотопов лития на крыс и получивших отличия в поведении крыс, получавших изотопы лития-6 и лития-7. Фишер предположил, что, при идентичных химических свойствах и небольшом отличии атомных масс изотопов лития, разница в поведении крыс объясняется спинами атомов и временем декогеренции. Литий-6 имеет меньший спин и, соответственно, может дольше лития-7 оставаться «запутанным», что, по рассуждениям Фишера, могло указывать на то, что квантовые явления могут иметь функциональную роль в когнитивных процессах. В течение пятилетних поисков хранилища квантовой информации в мозге Фишер определил на эту роль атомы фосфора, которые, по его мнению, при связывании с ионами кальция могут давать достаточно стабильный кубит. В 2015 году Мэтью Фишер опубликовал в журнале «Анналы физики» статью о гипотезе, постулирующей, что ядерные спины атомов фосфора могут служить чем-то вроде кубитов в головном мозге, что может позволить мозгу функционировать по принципу квантового компьютера. В статье Фишер заявил, что идентифицировал уникальную молекулу (Ca9(PO4)6), сохраняющую «нейро-кубиты» в течение достаточно длительного времени[4][5].

В России концепцией сознания наблюдателя занимался доктор физико-математических наук М. Б. Менский (1939—2015). По его мнению сознание наблюдателя во сне, в трансе или медитации способно перемещаться в альтернативные эвереттовские миры и черпать оттуда информацию, которая не доступна обычному рационально мыслящему сознанию. Наше обычное восприятие реальности является лишь срезом более глубокой реальности и ошибочно принимается за всю реальность. Возможность подобного рассмотрения Менский и другие учёные связывают с явлениями из области религии и эзотерики. Те необычные проявления сознания, которые учёные сейчас только начинают изучать, давно уже известны эзотерикам. Научные статьи Менского публиковались в журнале «Успехи физических наук» с одобрения академика РАН В. Л. Гинзбурга и обсуждались в Институте философии РАН[6][7][8][9]. Сам Менский называл свои идеи во многом философскими[1].

Результаты квантовых экспериментов ХХI-го века изменяют метафизические представления о реальности. Экспериментальная проверка неравенств Белла, Леггета, Неравенства Леггетта — Гарга[en], а также эксперименты с отложенным выбором и «квантовым ластиком» подтверждают, что для квантовых объектов требуется существенный пересмотр представлений классического реализма[10].

Критика[править]

По мнению кандидата физико-математических наук А.И. Липкина, основания проблемы являются философскими, а не физическими. Решение проблемы лежит в правильной постановке вопроса, а не во введении сознания в основы квантовой механики [2].

Упоминание в художественных произведениях[править]

Эффект наблюдателя упоминался у фантастов братьев Стругацких в расширенной версии произведения «Хромая судьба», в которую авторы добавили сюжет другого своего произведения «Гадкие лебеди». Сотрудники Google, занимающиеся разработкой искусственного интеллекта, создали для компьютерной игры «Minecraft» модификацию «qCraft», наглядно демонстрирующую квантовую физику и эффект наблюдателя, где некоторые игровые блоки в реальном времени изменяют свои свойства в зависимости от угла обзора. Также в начале произведения «Эндимион» Дэна Симмонса главный герой сидит в ящике Шрёдингера в роли кота.

— Ради бога, — сказал Голем. — Изучайте жизнь сколько вам угодно. Только не вмешивайтесь в процессы.

— Это невозможно, — возразил Виктор. — Прибор неизбежно влияет на картину эксперимента. Разве вы забыли физику? Ведь мы наблюдаем не мир как таковой, а мир плюс воздействие наблюдателя.

— Аркадий и Борис Стругацие «Хромая судьба».

См. также[править]

Источники[править]

  1. ↑ [1708.08887] Are there optical communication channels in the brain?
  2. ↑ Siyuan Shi, Prem Kumar & Kim Fook Lee//Generation of photonic entanglement in green fluorescent proteins. Nature Communications 8, Article number: 1934 (2017). doi:10.1038/s41467-017-02027-9.
  3. ↑ Илья Хель
  4. ↑ Can Quantum Physics Explain Consciousness? // The Atlantic, 07.11.2016 г.
  5. ↑ Matthew P.A. Fisher Quantum cognition: The possibility of processing with nuclear spins in the brain // Annals of Physics, № 362, ноябрь 2015 г., стр. 593—602
  6. ↑ Менский, 2005
  7. ↑ Менский, 2011
  8. ↑ Метавселенная, 2013, с. 83
  9. ↑ Терентьев, 2010
  10. ↑ Антипенко, 2016, с. 35

Литература[править]

  1. Менский М. Б. Сознание и квантовая механика. — Фрязино: Век 2, 2011. — 320 с. — 2500 экз. — ISBN 978-5-850991876.
  2. Менский М. Б. Концепция сознания в контексте квантовой механики // УФН. — 2005. — Апрель. — Т. 175. — С. 413—435.
  3. Красильников Г.Т., Мальчинский Ф.В., Крачко Э. А. О научном статусе квантовой психологии // Российский психологический журнал : журнал. — 2017. — Vol. 14. — № 2. — С. 51—66. — ISSN 2411-5789. — DOI:10.21702/rpj.2017.2.3
  4. Duane, T. D., Behrendt, T. Extrasensory Electroencephalographic Induction between Identical Twins (англ.) // Science : журнал. — 1965. — Vol. 150. — № 3694. — С. 367. — DOI:10.1126/science.150.3694.367
  5. P. Tressoldi, L. Pederzoli, M. Matteoli, E. Prati, J. G. Kruth Can Our Minds Emit Light at 7300 km Distance? A Pre-Registered Confirmatory Experiment of Mental Entanglement with a Photomultiplier (англ.) // NeuroQuantology[en] : журнал. — 2016. — Vol. 14. — № 3. — С. 447—455. — ISSN 1303-5150. — DOI:10.14704/nq.2016.14.3.906
  6. Simon Gröblacher et al. An experimental test of non-local realism (англ.) // Nature : журнал. — 2007. — Vol. 446. — С. 871—875. — DOI:10.1038/nature05677
  7. Антипенко Л. Г. и др. Проблема реализма в современной квантовой механике. Материалы дискуссии // Философия науки и техники : журнал. — 2016. — Vol. 21. — № 2. — С. 34—64. — DOI:10.21146/2413-9084-2016-21-2-34-64
  8. Илья Хель Между сознанием человека и квантовой физикой есть странная связь (2017-02-24). — Научно-популярная статья. — ««...мы могли бы добиться некоторого прогресса в понимании проблемы эволюции сознания, если бы допустили (хотя бы просто допустили), что сознание меняет квантовые вероятности»...»  Проверено 5 декабря 2017.
  9. P. Zarkeshian, S. Kumar, J. Tuszynski, P. Barclay, C. Simon Are there optical communication channels in the brain?.
  10. Терентьев А. Сознание и реальность – подходы физики и буддизма сблизились? // «Буддизм в России» : журнал. — 2010.
  11. Метавселенная, пространство, время / Казютинский В. В.. — М.: РАН. Институт философии, 2013. — 141 с. — 500 экз. — ISBN 978-5-9540-0238-6.
  12. Massimiliano Proietti, Alexander Pickston, Francesco Graffitti и другие Experimental test of local observer independence (англ.) // Science Advances. — 2019. — Vol. 5. — № 9. — С. 1-6. — DOI:10.1126/sciadv.aaw9832
Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Эффект_наблюдателя&oldid=1681868