"Информация, положенная в основу Ииссиидиологии, призвана в корне изменить всё ваше нынешнее видение мира, который вместе со всем, что в нём находится, — от минералов, растений, животных и человека до далёких Звёзд и Галактик — в действительности представляет собой невообразимо сложную и чрезвычайно динамичную Иллюзию, не более реальную, чем ваш сегодняшний сон".

Орис

Связи с наукой \ Физика \ Научно-популярные статьи \ Роль наблюдателя в квантовой физике

Роль наблюдателя в квантовой физике

Оглавление:

1. Введение

2. Роль наблюдателя в квантовой физике

3. Квантовый эффект Сознания

4. Информационная концепция Сознания

5. Заключение

6. Ссылки на использованные материалы 

1.    Введение

   По современным представлениям, в основе всех объектов классической реальности лежит квантовое поле. Они возникли из имевшихся ранее представлений о классическом поле Фарадея-Максвелла и выкристаллизовались в процессе создания специальной теории относительности. При этом поле пришлось считать не формой движения какой-либо среды (эфира), а специфической формой материи с весьма непривычными свойствами. По прежним представлениям считалось, что классическое поле, в отличие от частиц, непрерывно излучается и поглощается зарядами, не локализуется в конкретных точках пространства-времени, но может распространяться в нём, передавая сигнал (взаимодействие) от одной частицы к другой с конечной скоростью, не превосходящей скорости света. Представлялось, что физические свойства системы существуют сами по себе, что они объективны и не зависят от измерения. Измерение одной системы не влияет на результат измерения другой системы. Этот период в истории науки принято называть периодом локального реализма.

   Возникновение в начале 20-го века квантовых идей в умах ученых привело к пересмотру классических представлений о непрерывности механизма излучения и поглощения света, и к выводу о том, что эти процессы происходят дискретно - путём излучения и поглощения квантов электромагнитного поля - фотонов, что подтвердилось результатами экспериментов с абсолютно черным телом.

   Вскоре было установлено, что каждой отдельной элементарной частице следует соотнести локальное поле, соответствующее вероятности обнаружения любого из её конкретных состояний. Таким образом, в квантовой механике параметры каждой материальной частицы описывались определённой вероятностью. Впервые эту вероятность обобщил П. Дирак (Р. Dirac) для случая с электроном, описав его волновую функцию.

   Последние интерпретации квантовой механики шагнули намного дальше всего этого. Классическая реальность возникает из квантовой при наличии обмена информацией между объектами.[1] Когда информации о таком взаимодействии между участниками становится достаточно много, появляется возможность говорить об элементах классической реальности и различать компоненты суперпозиции друг от друга. Для «создания» классической реальности, информации о взаимодействии всех возможных участников, достаточно, чтобы различить компоненты суперпозиции между собой.[2]

   Всё это наводит меня на ряд вопросов, до сих пор не имеющих научного обоснования. Они сводятся к двум основным вопросам. Откуда в квантовой реальности возникают наблюдатели, обмен информацией между которыми инициирует появление классической реальности при декогеренции? Каковы их свойства и особенности? Именно в этом ракурсе я вижу дальнейшую смысловую линию своих рассуждений. Это позволит значительно расширить существующие теоретические модели квантовой механики и ответить на множество нерешённых проблем современной физики.

2.    Роль наблюдателя в квантовой физике

   Более детально поговорим о свойствах квантового мира. Одним из самых удивительных исследований в истории физики является двущелевой эксперимент с интерференцией электронов. Суть эксперимента заключается в том, что источник излучает пучок электронов на светочувствительный экран. На пути этих электронов есть препятствие в виде медной пластины с двумя щелями.

   Какую картинку можно ожидать увидеть на экране, если электроны обычно представляются нам небольшими заряженными шариками? Две полосы напротив прорезей в пластине. Но на самом деле, на экране появляется узор из чередующихся белых и черных полос. Это связано с тем, что при прохождении через щель электроны начинают вести себя не только как частицы, но и как волны (так же ведут себя фотоны или другие легкие частицы, которые могут быть волной в то же время).

   Эти волны взаимодействуют в пространстве, сталкиваясь и усиливая друг друга, и в результате сложный интерференционный рисунок из чередующихся светлых и темных полос отображается на экране. В то же время результат этого эксперимента не изменяется, даже если электроны проходят поодиночке — даже одна частица может быть волной и проходить одновременно через две щели. Этот принцип является основополагающим во всех интерпретациях квантовой механики, когда частицы могут одновременно демонстрировать свои «обычные» физические свойства и экзотические свойства как волна.

   Но как насчет наблюдателя? Именно он делает эту запутанную историю еще более запутанной. Когда физики во время подобных экспериментов попытались определить с помощью инструментов, через какую щель фактически проходит электрон, картинка на экране резко изменилась и стала «классической»: с двумя освещенными полосами строго напротив щелей.

   Эксперименты по интерференции частиц проводились не только с электронами, но и другими, гораздо более крупными объектами. Например, использовались фуллерены, большие замкнутые молекулы, состоящие из нескольких десятков атомов углерода. В 1999 году группа ученых из Венского университета под руководством профессора Цайлингера пыталась включить элемент наблюдения в эти эксперименты. Чтобы сделать это, они облучали движущиеся молекулы фуллеренов лазерными лучами. Затем, нагретые внешним источником, молекулы начинали светиться и неизбежно обнаруживать свое присутствие для наблюдателя.

   До начала такого наблюдения фуллерены довольно успешно избегали препятствия (проявляя волновые свойства), аналогично предыдущему примеру с электронами, попадающими на экран. Но с присутствием наблюдателя фуллерены стали вести себя как совершенно законопослушные физические частицы, то есть проявляли корпускулярные свойства.

   Соответственно, если бы кто-то окружил установку Цайлингера совершенными детекторами фотонов, то он, в принципе, мог бы установить, на какой из щелей дифракционной решетки рассеялся фуллерен. Хотя никаких детекторов вокруг установки не было, их роль оказалась способна выполнять окружающая среда. В ней и записывалась информация о траектории и состоянии молекулы фуллерена. Таким образом, принципиально не важно, через что идет обмен информацией: через специально поставленный детектор, окружающую среду или человека. Для разрушения когерентности и исчезновения интерференционной картины, при наличии информации, через какую из щелей прошла частица, не имеет значения, кто ее получит. Если вся эта система форм, включая атомы и молекулы, активно участвует в информационном обмене, я не вижу принципиальной разницы между ними и сознанием человека в качестве наблюдателя.

   Недавние эксперименты профессора Шваба из США вносят весьма ценный вклад в эту область. Квантовые эффекты в этих экспериментах были продемонстрированы не на уровне электронов или молекул фуллеренов (примерный диаметр которых составляет 1 нм), а на более крупных объектах - крошечной алюминиевой ленте. Эта лента была зафиксирована с обеих сторон так, чтобы ее середина находилась в подвешенном состоянии и могла вибрировать под внешним воздействием. Кроме того, рядом было помещено устройство, способное точно записывать положение ленты. В результате эксперимента обнаружилось несколько интересных моментов. Во-первых, любое измерение, связанное с положением объекта, и наблюдение за лентой влияло на нее - после каждого измерения положение ленты изменялось.

   Во-вторых, некоторые измерения привели к охлаждению ленты. Наверняка может быть несколько разных объяснений этим эффектам, но пока учёные предполагают, что именно наблюдатель может влиять на физические характеристики объектов одним своим присутствием. Невероятно! Но результаты следующего эксперимента ещё более не вероятны.

   Квантовый эффект Зенона — метрологический парадокс квантовой физики, заключающийся в том, что время распада метастабильного квантового состояния некоторой системы прямо зависит от частоты измерения её состояния, был экспериментально подтвержден в конце 1989 года Дэвидом Вайнлендом и его группой в Национальном институте стандартов и технологий (Боулдер, США).[3][4] Метастабильные состояния в квантовых системах — состояние с временем жизни, много большим характерного времени жизни возбуждённых состояний атомной системы. Оказывается, вероятность распада метастабильной квантовой системы может зависеть от частоты измерений ее состояния и в предельном случае нестабильная частица, в условиях более частого наблюдения за ней, никогда не будет распадаться. При этом вероятность может как уменьшаться (так называемый прямой эффект Зенона), так и увеличиваться (обратный эффект Зенона). Эти два эффекта не исчерпывают всех возможных вариантов поведения квантовой системы. Особым образом подобранная череда наблюдений способна приводить к тому, что вероятность распада ведет себя как расходящийся ряд, то есть фактически не определена.[5]

   Что же кроется за этим загадочным процессом наблюдения? Всё больше людей подходят к осознанию того, что в основе наблюдаемой реальности лежит нелокализованная и непостижимая квантовая реальность, которая становится локализованной и «видимой» в ходе обмена информацией между всеми её наблюдателями. Каждый наблюдатель квантовой реальности начиная от атома, продолжая человеком и заканчивая скоплением галактик, вносит свой вклад в её локальную декогеренцию. Тот факт, что материя может наблюдать сама за собой, что было продемонстрировано опытом Цайлингером, и изменять при этом физические параметры реальности, что было показано в опытах Шваба, наводит меня на мысль о том, что каждый объект окружающей действительности наделён сознанием. За процессом наблюдения кроется ничто иное - как сознание. Все материальные объекты, в том числе атомы и фотоны, обладают сознанием. Это является отправной точкой моих дальнейших рассуждений, которые подтверждаются и глубже обосновываются в ииссиидиологии. Приглашаю вас проанализировать их в следующей главе.

3. Квантовый эффект Сознания

   Далее я провожу упрощённую проекцию перечисленных выше квантовых свойств на наше понимание классического мира. Представьте себе бесконечное электромагнитное поле, распространяющееся во всех направлениях от источника излучения. Вспомните, что где-то в лаборатории учёные поставили на пути этого излучения пластину с двумя щелями. Как только они подносят к пластине измерительный прибор, волна локально превращается в поток отдельных частиц. Когда прибор убирают, поток отдельных частиц вновь сливается в излучение и на экране опять можно наблюдать интерференционную картину. Тот же эффект наблюдается при экстремальном охлаждении некоторых атомов вещества (происходит нивелирование теплового - электромагнитного взаимодействия между ним) при образовании конденсата Бозе-Эйнштейна - группа атомов сливается воедино и теряется возможность говорить о каждом из них по отдельности. В первом случае система не конкретизирована и проявляет волновые свойства, во втором случае приобретает эффект корпускулярного проявления в соответствии с информацией, которая нас начинает конкретно интересовать. Справедливости ради следует отметить, что всё это весьма упрощённая схема с точки зрения современной квантовой физики, ведь электромагнитная волна сама по себе является материальным объектом, в каком бы виде она ни выражалась - частицы или волны.

   Вышеприведенный рисунок демонстрирует разнокачественное отражение реальности: состояние1-состояние-2-состояние-3. Наше собственное сознание и система восприятия является типичным наблюдателем с весьма ограниченными возможностями восприятия, что отражается на нашем наборе представлений о себе и об окружающем мире. В отличие от сверхточных измерительных приборов, работающих на сверхпроводниках, к примеру, скорость нашего наблюдения за объектами окружающей действительности сильно ограничена возможностями биоэлектрической динамики нейронных цепочек. Информации, получаемой нашими органами восприятия о том, что происходит на щелях медной пластины, явно недостаточно для локального подавления эффекта интерференции фотонов, что создаёт перед нами физически реальную иллюзию интерференционной картины. Для наблюдателя другого типа, например птицы, интерференция может отсутствовать в данной точке пространства, что даёт мне повод называть её иллюзией, которая физически реальна только для локального наблюдателя.

   Увеличивая информативность когнитивного процесса, мы буквально расширяем познаваемые границы своей физической реальности. Одной из сравнительных характеристик его информационной насыщенности может являться частота наблюдения. Например, чувствительность нашего визуального наблюдения за системой без детектора получается значительно ниже, и мы получаем крайне мало информации для анализа. С другой стороны, более энергетически насыщенные (высокочастотные) излучения проявляют себя по-другому в системе нашего восприятия (или вообще не проявляют), более активно взаимодействуя с окружающей средой. Если обобщить приведенные выше факты, то получается, что материя может представляться производной Информации. Для отдельно взятых наблюдателей, ограниченных разным кругом информационного взаимодействия, одна и тоже материя (волновая функция электрона) может иметь как плотноматериальное, так и транспарентное (не материальное) выражение.

 4.   Информационная концепция Сознания

   Как уже было сказано, классический мир возникает в результате обмена информацией между всеми участниками квантовой реальности. Какова природа этих участников? Существует теория, согласно которой в основе всего лежат разнокачественные фокусы (кванты) информации. В ключе дальнейших рассуждений по моей теме считаю уместным подробнее остановиться на некоторых идеях этой концепции, более глубоко узнать о которых лучше из первоисточника. [6]

   Итак, эффект осознания нами самих себя в окружающем мире основан на последовательности наших перепроецирований между конкретными состояниями - фокусами интереса. Это сопровождается утратой сознания в предыдущем конкретном мире и мгновенным осознанием себя частью следующего физического мира, отличающегося от предыдущего на один условный квант информации. При этом изменяются пространственное, энергетическое, термодинамическое и другие соотношения параметров внутри системы классических объектов.

   Что заставляет нас непрерывно изменять своё состояние? Все Фокусы информации несут в себе внутреннюю тензорность - напряжение, которое стремится к аннигиляции за счёт обмена избыточными потенциалами. По аналогии с физикой нестабильного атомного ядра у каждого фокуса существует своего рода период "полураспада", в котором идёт расход энергии, необходимой для аннигиляции качественной разности информации. Энергия получается из разности потенциалов между фокусами информации и расходуется на её уравновешивание.

   Чем определяется "размер" кванта информации? Процесс наблюдения, который, как было отмечено, происходит за счёт непрерывного перепроецирования между отдельными фокусами (квантами) информации, в ииссиидиологии отождествляется с синтезом разнокачественной информации в новое качественное состояние, совмещающее признаки предыдущих. Каждый акт синтеза выражается расходом энергии, необходимой для резонационного схлопывания качественной разности между информацией. Чем большим объемом энергии манипулирует наблюдатель, тем больше разнокачественной информации синтезировано в каждом следующем фокусе его наблюдения. Этот принцип хорошо демонстрируется на примере увеличения энергоёмкости процессов, протекающих в химических и ядерных реакциях при аннигиляции. Степень синтезированности определяет размер кванта информации, наблюдаемый фокусом самосознания. Каждое мгновение она необратимо растёт и только растёт, но с разной интенсивностью.

   Как соотносятся между собой наблюдатели разного "размера"? Наиболее универсальным квантом (фокусом) информации является фотон, имеющий максимальную уравновешенность (минимальный потенциал напряжения) относительно данной локальной группы участников квантовой реальности. Это косвенно отвечает на вопрос: почему фотон всегда существует на скорости света и не имеет массы покоя. Он не обременён энергией диссонанса по отношению к окружающему миру. Фотон является как бы "универсальной валютой" информационного взаимодействия. Так продолжалось бы бесконечно, если бы мы, по мере уравновешивания тензорной (декогерентной) части своих фокусов в процессе обмена информацией, сами не становились более универсальными в возможностях разнокачественных взаимодействий. Чем больше разнокачественной информации становится синтезировано в каждом нашем фокусе наблюдения, тем более широкий спектр качественной совместимости открывается для нашего взаимодействия. Неизбежно наступает такой момент, когда роль "универсальной валюты" начинают играть ещё более универсальные частицы, открывая возможности для более интенсивных информационных взаимодействий с прежде неизвестными нам фокусами самосознаний. Это сразу же отражается в радикальном изменении всех физических констант и свойств пространства-времени.

   Иногда, для удобства изложения, автор ииссиидиологии характеризует динамику разно синтезированных наблюдателей (фокусов) как разно частотную. Существует множество разноуровневых фокусов информации, которые взаимодействуют между собой в других режимах проявления. Мы не успеваем ежемгновенно сложить о таких объектах целостное впечатление, то есть различить их среди других участников суперпозиции. Когнитивный процесс таких наблюдателей ежемнговенно оперирует значительно большим объемом информации, чем мы, и осуществляется на базе других переносчиков информации. Поэтому они как бы выпадают из нашей реальности как объекты наблюдения. Например, для нашего восприятия остаются доступными только атомно-молекулярные «оболочки» звёзд и планет, в отличие от их внутренней сути (сознания). То есть, согласно ииссиидиологии, любое явление в космосе обладает сознанием на разном уровне, начиная от атомов, продолжая человеком, заканчивая звёздами и галактиками. Мы не способны взаимодействовать с сознанием планеты из-за слишком разного объёма энергоинформационных взаимосвязей, которые структурируют каждый такт наших взаимоотношений с окружающей реальностью.

   Фотоны обеспечивают обмен информацией в диапазоне существования, который мы привыкли называть "наша 3х-мерная вселенная". Внутри него существуют как "обычный" тип фотона, так и переходные к внешним и внутренним "границами" электромагнитного спектра - эрнилгманентный и фразулертный, что ещё предстоит экспериментально определить. За пределами электромагнитного спектра, в бесконечно коротких и бесконечно длинных волнах, фотон сменяется переносчиками информации других порядков, порождая для своих наблюдателей то, что мы бы назвали соответственно 2х-мерная и 4х-мерная вселенные со своими частотными "границами". Эта градация продолжается далее до бесконечности. Вся эта бесконечность фокусов информации сливается для нас в неразличимость "космической" суперпозиции некой, не поддающейся никакому описанию, энерго-плазмы.

   Краткая таблица соответствия физических понятий в ииссиидиологии:

Наблюдатель - Фокус Самосознания

Квант - информационная дельта между двумя условно взятыми фокусами самосознания, обычно между текущим и последующим.

Энергия - эквивалент действия, необходимого для аннигиляции информационной дельты между двумя условно взятыми фокусами самосознания, - для их синтеза.

Синтез - резонационное схлопывание разнокачественных фокусов информации по отдельным признакам в новое качественное состояние.

Частота - информационная ёмкость, синтезированность кванта информации.

 5.    Заключение

   В своей работе я прежде всего постарался показать, что представления об объективной, квантово-механической природе мироздания, в которой все существует автономно, безынициативно, единообразно, замкнуто по отношению ко всему остальному, могут уйти в прошлое уже совсем скоро. В связи с этим, такие основополагающие явления нашей жизни, как происхождение материи, природа энергии и квантового поля перестанут быть всего лишь эмпирическими наблюдениями и смогут получить свое более глубокое обоснование благодаря новейшим представлениям ииссиидиологии и других подобных прогрессивных исследовательских направлений. Например, каждый объект квантовой реальности как наблюдателя, можно наделить фокусом самосознания, стремящимся к уравновешиванию своей внутренней тензорности. Энергию можно определить как общий количественный эквивалент информационного взаимодействия между различными фокусами самосознаний, обеспечивающий их фокусную динамику возможностью для реализации неких резонационных эффектов проявления, которые субъективно интерпретируются нами как «материальность различной̆ степени плотности». Наблюдатели "разной степени плотности" тесно взаимосвязаны между собой общими диапазонами проявления, и взаимно обеспечивают проявление друг друга из суперпозиции в конкретных физических условиях. Фокусом своего самосознания можно активно смещаться в широком диапазоне интересов, непосредственным образом воссоздавая нужную окружающую действительность.

   Один из конкретных выводов, который следует из представленного материала, состоит в том, что путем изменения качественных параметров собственного сознания, можно наблюдать изменение частоты электромагнитного излучения или массы элементарной частицы, никак непосредственно не влияя на них. Сейчас мы можем лишь воспроизводить обратный эффект путем целенаправленного изменения параметров релятивистских частиц, локально создавая необходимые условия и обеспечивая их внешней энергией.

   Следующий практический вывод по моей статье подводит к тому, что трактование фактов появления или исчезновения каких любо объектов в фокусе нашего восприятия подлежит кардинальному изменению. Мы и созданные нами приборы постоянно входим и выходим из зоны качественной совместимости с множеством объектов квантовой реальности, наблюдая рождения и смерти проекций этих объектов: людей, животных, микроорганизмов, цивилизаций, планет и звезд. Познав трансцендентальные механизмы смещения собственного фокуса самосознания среди иных объектов квантовой реальности, мы сможем по своему усмотрению создавать любую материю всего лишь из света и информации. По предсказаниям автора концепции ииссиидиологии[6], специальная установка из группы электромагнитных генераторов способна воссоздать в своём фокусе эффект появления любого трехмерного объекта. По мере увеличения частоты излучения, объект постепенно будет уплотняться. Аналоги такой технологии уже есть, они заставляют светиться молекулы воздуха в заданном объеме пространства. В дальнейшем, при ускорении излучения до 270-280 импульсов, объект приобретёт плотноматериальное выражение. [7] Сдвинуть его с места или повредить будет невозможно, если это действие не предусмотрено режиссером данной сцены.

   Подводя итог статье, считаю, что мне удалось описать наиболее полезные идеи о возможных свойствах и особенностях квантовых наблюдателей. Что касается происхождения самих наблюдателей, то ответа на этот вопрос просто нет. Ясно только то, что из гипотетически бесконечного их множества, мы каждый раз непосредственно имеем дело только с определённым локальным диапазоном квантовых объектов. Именно границы этого диапазона - качество и количество входящих в него фокусов самосознаний - полностью определяют точные условия и параметры нашего физического проявления, формируя классический мир, где мы себя сейчас осознаём. А текущие трансцендентальные параметры нашего самосознания, в свою очередь, полностью определяют границы диапазона нашего возможного взаимодействия с другими объектами квантового мира.

   В своей работе я предвкушаю время появления «Теории универсального объединения», которая окончательно увяжет все Силы Природы, макрокосма и микрокосма, откроет совершенно новые концепции взаимодействия Пространства-Времени, даст ключ к главным вопросам квантовой гравитации и космологии. Это послужит причиной глубокого раскола в научных кругах, поскольку из этой теории проистекают такие метафизические следствия, которые будут неприемлемы для многих заядлых материалистов. Для открытия этой теории потребуется не очередная попытка подсластить пилюлю старых, накопленных знаний, а фундаментальная интеллектуальная революция в умах и в представлениях множества учёных о пространстве и времени, об энергии и материи, о декогеренции и суперпозиции. Как показано в моей работе, этот процесс уже идёт полным ходом в открытых умах наиболее пытливых и широко мыслящих искателей истины, которые не привязаны к догматическим представлениям прошлых лет. Окружающее их пространство стремительно меняется вместе с их сознаниями. Подходит время каждому читателю более конкретно определяться, в каком качестве пространственно-временного континуума ему интереснее продолжать свое жизненное творчество: прежнем ограниченном или решительно новом.

Автор: Стуургурс

6.    Ссылки на использованные материалы

[1] Zurek W. H . Decoherence and the Transition from Quantum to Classical. http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/0306072.

[2] Современному состоянию и концептуальным вопросам квантовой теории посвящен обзор : Zurek W. H. Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical // Rev. Mod. Phys . 75, 715 (2003). Архивную версию можно свободно скачать: http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/0105127.

Joos E., Zeh H. D., Kiefer C. et al . Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory (Springer-Verlag 2003). См. также сайт авторов этой книги: http://www.decoherence.de.

[3]  W.M.Itano; D.J.Heinsen, J.J.Bokkinger, D.J.Wineland (1990). «Quantum Zeno effect». PRA 41 (5): 2295–2300. DOI:10.1103/PhysRevA.41.2295. Bibcode:1990PhRvA..41.2295I.

[4] http://arxiv.org/abs/0908.1301

[5]  Pool R., Quantum Pot Watching: A test of how observation affects a quantum system verifies theoretical predictions and proves the truth of an old maxim, Science. November 1989. V. 246. P. 888.

[6] Орис О.В., «ИИССИИДИОЛОГИЯ», Том 1-15,

[7] Орис О.В., «ИИССИИДИОЛОГИЯ», Том 15, Изд.: ОАО «Татмедиа», г. Казань, 2012г. п.15.17771