Статистика








__
__
__

Наш опрос

Оцените мой сайт
Всего ответов: 139






Суббота, 27.04.2024, 12:42
Приветствую Вас Гость
во едину от суббот

вера Церкви, чтение Писания, догматика        
                       
                        сайт ignaty_l

| Регистрация | Вход
Каталог статей


Главная » Статьи » Мои статьи

Igor M. сознание и квантовая механика
Igor M.  юзер http://k0uq7reader.livejournal.com/

Сознание и квантовая механика.


Тут добрый доктор Давлатов (http://davlatov.livejournal.com/80261.html)

провокативно заявляет, будто все духовное в человеке – это только функция материального (мозга). Не знаю, насколько он на самом деле так думает, а насколько сократствует эллински. Но, во всяком случае, подобную точку зрения я нахожу вполне естественной для врача, особенно невролога, наблюдавшего за долгую практику многочисленных пациентов с последствиями инсульта. Как там сказано у Александра Введенского (не обновленческого митрополита и не профессора философии, а поэта-обэриута):

 

Паралич, ты царь болезней!

Было б во сто крат полезней,

Чтобы этот полутруп

Умер завтра бы к утру б.

 

Но не так все просто с точки зрения физики. Сейчас я попытаюсь изложить проблему интерпретации квантовой механики. Еще раз говорю: это только интерпретация, результаты расчетов от нее не зависят, для них вообще никакая метафизическая, гносеологическая или эпистемологическая интерпретация не нужна – бери ручку, бумажку, и считай! Я буду говорить для простоты о нерелятивистской квантовой механике, но в релятивистской квантовой теории поля картина, в сущости, та же. Постараюсь обойтись минимумом формул.

Итак, состояние физической системы в некоторый момент времени в квантовой механике полностью определяется волновой функцией (иначе называемой вектором состояния), которую мы обозначим эллинской литерой Ψ. Волновая функция зависит от времени и от совокупности координат системы (или, в импульсном представлении, от импульсных переменных, канонически сопряженных координатам). Эволюция волновой функции задается диференциальным уравнением Шредингера и является строго детерминистской: если мы задали начальные (в нулевой момент времени) и граничные условия для Ψ, то решение уравнения Шредингера для всех последующих моментов времени существует и единственно.

Но волновая функция выражается в общем случае не вещественным, а комплексным числом и не соответствует никакой наблюдаемой реальности, которую можно пощупать, понюхать, увидеть, услышать или в рюмку налить. Нет, волновую функцию можно только помыслить. И тут встает проблема измерения в квантовой механике. Допустим, интересующая нас физическая (измеримая) величина принимает дискретный ряд значений  Xj, j =1, 2, 3, … . В случае непрерывного ряда значений в последующих формулах суммирование заменится интегрированием, но интеграл я писать не хочу, во-первых, лень, во-вторых, девушки испугаются. Собственные функции кватово-механического оператора этой физической величины, соответственно, ψj. Они обладают свойством ортогональности: грубо говоря, если система обнаружена в состоянии с номером j, ее в этот момент с гарантией нет в состоянии с любым другим номером k, не равным j.

В квантовой мханике действует принцип суперпозиции, и волновая функция общего вида может быть разложена по ортогональному базису, где каждое базисное состояние соответствует вполне определенному исходу измерения, не совместимому с остальнми:

 

            Ψ = a1 ψ1 + a2 ψ2 + a3 ψ3 + …            .                       (1)

 

Коэффициенты разложения aj (в общем случае комплексные, т.е. состоящие из вещественной и мнимой части) называются амплитудами вероятности и имеют следующий физический смысл: если сама волновая функция и базисные вектора нормированы на единицу, то квадрат модуля коэффициента  aj (а это уже вещественное число!) дает вероятность того, что при измерении значение физической величины X окажется равно Xj:

 

            P(Xj) = | aj |2 .                                                             (2)

 

Переход от уравнения (1) к уравнению (2) в квантовой механике постулируется (проективный постулат Дирака – фон Неймана). Никакого физического механизма квантовая механика здесь не предлагает, более того, с физичностью механизма измерения (иначе называемого коллапсом волновой функции или редукцией состояния) возникают преогромные проблемы. Дело в том, что любая эволюция волновой функции согласно уравнению Шредингера должна обладать свойством унитарности, но именно оно нарушается при переходе от (1) к (2)!

Итак, квантовая механика не предсказывает с достоверностью исход измерения, но лишь предсказывает вероятности различных исходов. Например, если мы очень-оченьмного раз риготовим систему в состоянии (1), где коэффициенты будут (для примера) a1 = 0,6 и a2 = 0,8 (а все остальные равны нулю), то в 36% измерений будем иметь результат X1, а в 64% –  результат X2. Но почему именно такой, а не иной результат выпал в опыте номер 128765 – этого понять нельзя.

Были попытки дополнить квантовую механику: предполагалось, что есть некие скрытые параметры, которые на самом деле с точностью определяют исход каждого отдельного измерения, просто мы до них добраться не можем (наиболее известный пример – квантовая механика со скрытыми параметрами Давида Бома). Но вот беда: из подобных теорий, обладающих свойствами локального реализма, следуют некоторые жесткие ограничения на нелокальные корреляции в квановых системах (неравенства Белла). Экспериментально доказано, что неравенства Белла нарушаются, и квантовая теория к классической (в духе лапласовского детерминизма) не сводится принципиально.

Оставим в стороне парадокс суперпозиции макроскопически различных состояний (кошка Шреднгера). Пожертвуем даже чистотой состояния, и от волновой функции перейдем к матрице плотности. Но принципиальный вопрос останется: как из всего набора возможных исходов измерения отбирается только один (на статистическом уровне, конечно, уравнеие (1) соблюдается)? Кто применяет проективный постулат Дирака – фон Неймана?

Для меня единственный разумный и логически непротиворечивый ответ состоит в следующем: квантовая механика описывает бездушную материю, которая сама по себе есть чистая потенция. Чтобы ее оформить, актуализовать, требуется нефизическая сущность (разумный наблюдатель), несводимая ни к какой физике. Вот разумный наблюдатель и применяет этот  пресловутый постулат. На парадокс с кошкой Шредингера тогда ответ будет таков: если у кошки есть хотя бы зачатки сознания, она будет либо жива, либо мертва. Но если кошка – это лишь очень хитро устроенный бездушный автомат (как думал Декарт), тогда она может запросто находиться в стостоянии суперпозиции «живого» и «мертвого» состояния (и только человек, взглянув, спроецирует это состояние на тот или другой базисный вектор).

Итак, резюме: современная квантовая механика может быть логически непротиворечиво истолкована лишь в предположении, что, помимо материи, существует и некая нематериальная субстанция, физике принципиально не подчиненная, но с физикой взаимодействующая и очерчивающая границы применимости физики.

Категория: Мои статьи | Добавил: ignaty-l (23.06.2008)
Просмотров: 1573 | Комментарии: 27 | Рейтинг: 5.0/1 |
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:

Copyright MyCorp © 2024