Биоцентризм. Как жизнь создает Вселенную

Ланца Роберт

От всех вышеперечисленных убеждений наука уже решительно отказалась.

Кроме вышеуказанного, в квантовой теории есть еще три важнейших аспекта, которые объяснимы с точки зрения биоцентризма, а в других контекстах кажутся парадоксальными. Чуть ниже мы остановимся на этих аспектах очень подробно, а пока давайте с ними просто ознакомимся. Во-первых, это описанная выше квантовая запутанность. Она представляет собой настолько тесную связь между двумя объектами, что они всегда и мгновенно действуют как одно целое, даже если находятся в разных галактиках. Эта таинственная связь более ярко проявляется в классическом эксперименте с двумя щелями.

Во-вторых, это принцип дополнительности. В соответствии с ним элементарные частицы

могут проявлять себя либо одним способом, либо другим, но никогда – обоими способами одновременно. Вариант проявления частицы зависит от того, что делает наблюдатель. Действительно, объект не существует в определенной точке пространства и не совершает конкретного движения. Лишь знания и действия наблюдателя определяют появление частицы в конкретном месте и ее конкретные действия. Существует много пар таких дополнительных свойств. Объект может пребывать в состоянии частицы или волны, но не в двух этих состояниях одновременно. Объект может либо находиться в конкретном месте, либо двигаться в определенном направлении – но не то и другое сразу. Реальность объекта целиком зависит от наблюдателя или от сути эксперимента.

Третий аспект квантовой теории, подкрепляющий концепцию биоцентризма, – это коллапс волновой функции. Он означает, что физическая частица или доля энергии существует в зыбком вероятностном состоянии, и определенность наступает только после коллапса волновой функции в момент наблюдения. Лишь в этот момент частица существует в том или ином состоянии. Именно такие формулировки, согласно копенгагенской интерпретации, применяются для описания процессов, протекающих в ходе экспериментов, связанных с квантовой теорией. Правда, существуют и альтернативные идеи, с которыми мы также вскоре ознакомимся.

К счастью, эксперименты Гейзенберга, Белла, Жизена и Вайнленла обращены к эмпирическому опыту и описывают реальность, существующую здесь и сейчас. Чтобы материя могла проявиться – в виде камешка, снежинки или даже элементарной частицы, – ее должно увидеть живое существо.

Такой «акт наблюдения» особенно ярко проявляется в знаменитом эксперименте с двумя щелями. Этот эксперимент позволяет заглянуть в самую суть квантовой физики. Его ставили множество раз и в самых разных вариантах, и он убедительно доказывает следующие факты. Когда человек наблюдает, как элементарная частица или квант света проникает через щели в специальном барьере, такая частица проявляет себя как твердое тело и «ударяется» в последний сплошной барьер, к которому попадает через прорези. Можно измерить ее «удар». Частица, как крохотная пуля, логически проходит через одну или через другую щель. Но если экспериментатор не наблюдает частицу, то она проявляет волновые свойства, в частности может одновременно пройти через обе щели – хотя и не может разорваться надвое. Возникает характерная рябь, которую могут давать только волны.

Этот корпускулярно-волновой дуализм, который ученые окрестили «квантовая странность», обескураживал физиков на протяжении многих десятилетий. Величайшие физики описывали этот феномен как непостижимый, недоступный для формулирования в словах, для визуализации и совершенно не вписывающийся в здравый смысл и рациональное восприятие. Фактически науке пришлось признать, что квантовая физика непостижима вне пределов сложной математики. Почему же квантовая физика настолько плохо поддается метафоризации, наглядному представлению и описанию на человеческом языке?

Интересно, что если всерьез принять точку зрения о том, что реальность создана жизнью, то квантовая физика становится понятной и очевидной. Важно ответить на вопрос: «Что это за волны?» Еще в 1926 году немецкий физик Макс Борн продемонстрировал, что квантовые волны являются вероятностными, а не материальными, что в точности согласовывалось

с теоретическими выкладками его коллеги Шредингера. Волны можно статистически спрогнозировать. Соответственно, вероятностная волна – не что иное, как вероятный результат. На самом деле вне этой идеи волна просто не существует. Она никак себя не проявляет. Как отмечал физик Джон Уилер, лауреат Нобелевской премии, «никакой квантовый феномен не является феноменом, пока он не является наблюдаемым феноменом».

Обратите внимание: здесь мы рассуждаем об отдельных объектах – например, фотонах и электронах, – а не о множествах объектов. Примером множества объектов является, например, поезд. Вы можете посмотреть расписание, приехать на вокзал и встретить друга, который приезжает на определенном поезде. Вы можете быть совершенно уверены, что этот поезд существует и в ваше отсутствие, даже если вы сами его не видите. Одна из причин данного явления заключается в том, что чем больше рассматриваемый объект, тем меньше длина его волны. Когда мы рассматриваем объекты макромира, их волны располагаются слишком близко друг к другу, их нельзя наблюдать или измерить. Тем не менее эти волны существуют.

Но мельчайшие одиночные частицы нельзя считать реально существующими, если их никто не наблюдает. Они могут обладать либо длиной волны, либо положением в пространстве. Когда разум обрисует в пространстве какой-либо объект, который служит основой для существования частиц, пока не прорисует пути (линии в дымке вероятности, представляющей диапазон возможных реализаций объекта), мы сможем сказать, что объект находится «там» или «здесь». Следовательно, квантовые волны определяют лишь потенциальное положение частицы, место, которое она может занимать. Когда ученый наблюдает частицу, она находится в рамках статистической вероятности такого события. Именно это и определяет волна. Волна – это не событие и не феномен, а описание вероятности возникновения того или иного события или феномена. Ничего не произойдет до тех пор, пока кто-нибудь действительно не пронаблюдает событие.

В рамках эксперимента с двумя щелями легко утверждать, что любая из частиц – фотон или электрон – может попасть только в одну из двух щелей, так как эти частицы неразрушимы. Далее можно с полным правом спросить: и в какую же щель она попала? Многие великие физики ставили эксперименты, призванные проследить путь частицы через одну или другую щель. Для этого пытались использовать явление интерференции. Однако все они приходили к поразительному выводу: невозможно одновременно и проследить путь частицы, и наблюдать интерференцию. Можно поставить опыт так, чтобы определить, через какую именно щель проходит фотон. Но если такой эксперимент поставлен, то фотоны начинают бить в одну и ту же точку на экране, как шарики, совершенно не создавая интерференции и волновой ряби. Проще говоря, они ведут себя именно как частицы, а не как волны. Эксперимент с двумя щелями демонстрирует квантовую странность во всей красе, поэтому мы подробно рассмотрим и проиллюстрируем его в следующей главе.

Кстати, когда мы наблюдаем за прохождением элементарной частицы через барьер, сразу происходит коллапс волновой функции. Частица теряет свою вероятностную свободу выбора из двух вариантов – волнового и корпускулярного – и реализуется в одной из двух ипостасей.

Тем не менее это еще не все. Стоит нам признать, что мы не можем узнать о частице и направление движения, и ее интерференционный рисунок, как это умозаключение приводит нас к еще более странным фактам. Допустим, мы работаем с группами запутанных фотонов. Они могут двигаться на большом расстоянии друг от друга, но их поведение всегда будет коррелировать.