Един от най-объркващите аспекти на квантовата механика е, че миниатюрните субатомни частици сякаш не "избират" състояние, докато външен наблюдател не го измери. Актът на измерване превръща всички неясни възможности за това, което може да се случи, в определен, конкретен резултат. Макар че математиката на квантовата механика предоставя правила за това как работи този процес, тази математика не обяснява какво означава това на практика.
Една от идеите е, че съзнанието — осъзнаването на собствената ни същност и въздействието, което оказваме върху заобикалящата ни среда — играе ключова роля в измерването и че именно нашият опит с Вселената я превръща от просто въображаема в истински реална.
Но ако това е така, възможно ли е човешкото съзнание да обясни някои от странностите на квантовата механика?
Квантово измерване
Квантовата механика представлява правилата, които управляват зоопарка на субатомните частици, изграждащи Вселената. Квантовата механика ни казва, че живеем във фундаментален недетерминистичен свят. С други думи, поне когато става въпрос за света на малките частици, е невъзможно, независимо колко умни са учените в планирането на експериментите си или колко перфектно познават началните условия на този експеримент, да се предвиди със сигурност резултатът от който и да е експеримент. Знаете ли силата, която действа върху протона? Няма определено място, където със сигурност ще се намира след няколко секунди — има само набор от вероятности за това къде би могъл да се намира.
За щастие този индетерминизъм се проявява само в субатомния свят; в макроскопичния свят всичко функционира в съответствие с детерминистичните закони на физиката (и не, не сме сигурни точно защо се случва това разделение, но това е проблем за друг ден).
Когато физиците провеждат експеримент с квантови системи (например опитват се да измерят енергийните нива на електрона в атома), те никога не са напълно сигурни какъв отговор ще получат. Вместо това уравненията на квантовата механика предсказват вероятностите за тези енергийни нива. След като обаче учените действително проведат експеримента, те получават един от тези резултати и изведнъж Вселената отново става детерминистична; след като учените знаят например енергийното ниво на електрона, те знаят точно какво ще направи той, защото неговата "вълнова функция" се срива и частицата избира определено енергийно ниво.
Този преход от индетерминизъм към детерминизъм е направо странен и няма друга теория във физиката, която да действа по същия начин. Какво прави измерването толкова специално? Във Вселената непрекъснато се случват безброй квантови взаимодействия. И така, дали тези взаимодействия изпитват същия вид преобръщане, дори когато никой не гледа?
Ролята на съзнанието
Стандартната интерпретация на квантовата механика, известна като Копенхагенска интерпретация, казва, че трябва да се пренебрегне всичко това и да се съсредоточим върху получаването на резултати. Според това схващане субатомният свят е фундаментално неразгадаем и хората не трябва да се опитват да създават последователни картини за това, което се случва. Вместо това учените трябва да се смятат за късметлии, че поне могат да правят прогнози, използвайки уравненията на квантовата механика.
Но за много хора това не е задоволително. Изглежда, че има нещо невероятно специално в процеса на измерване, което се появява само в квантовата теория. Тази особеност става още по-поразителна, когато сравните измерването, да речем, с буквално всяко друго взаимодействие.
Например в далечен газов облак, дълбоко в необятното междузвездно пространство, няма никой наоколо, никой не наблюдава. Ако в този газов облак два атома се сблъскат един с друг, това е квантово взаимодействие, така че трябва да се прилагат правилата на квантовата механика. Но няма "измерване" и резултат — това е просто едно от трилионите случайни взаимодействия, които се случват всеки ден, ненаблюдавани от хората. И затова правилата на квантовата механика ни казват, че взаимодействието остава недетерминирано.
Но ако същите тези два атома се сблъскат в лаборатория, учените могат да измерят и запишат какво се е случило. Тъй като се е случило измерване, същите правила на квантовата механика ни казват, че недетерминизмът се е преобърнал, за да стане детерминистичен — това ми позволи да запиша конкретен резултат.
Каква е разликата между тези два случая? И в двата случая става дума за субатомни частици, които взаимодействат с други субатомни частици. А всяка стъпка от процеса на измерване включва субатомни частици на някакво ниво, така че не би трябвало да има възможност за избягване на обичайните квантови правила, според които резултатът трябва да бъде неопределен.
Някои теоретици, като пионера в областта на квантовата физика Юджийн Вигнер (отваря се в нов раздел) , посочват, че единствената разлика между тези два сценария е, че единият включва съзнателен, мислещ наблюдател, а другият не. По този начин това, което се нарича "колапс" в квантовата механика (преходът от недетерминирани вероятности към конкретен резултат), разчита на съзнанието.
Мечти за Вселената
Тъй като съзнанието е толкова важно за хората, ние сме склонни да мислим, че в него има нещо специално. В края на краищата животните са единствените известни съзнателни същества, които обитават Вселената. А един от начините да тълкуваме правилата на квантовата механика е да следваме горната логика до крайния ѝ предел: Това, което наричаме измерване, всъщност е намесата на съзнателен агент във верига от иначе обикновени субатомни взаимодействия.
Този начин на мислене изисква съзнанието да е различно от всички останали физични сили във Вселената. В противен случай учените биха могли да твърдят (и го правят), че самото съзнание е просто сбор от различни субатомни взаимодействия. Ако случаят е такъв, няма крайна точка във веригата на измерванията. И ако е така, тогава това, което учените правят в лабораторията, наистина не е по-различно от това, което се случва в случайни газови облаци.
Макар да не е строго физическа теория, концепцията за съзнанието като различно и отделно от материалната вселена има дълга традиция във философията и теологията.
Въпреки това, докато някой не открие начин да провери концепцията за съзнанието като отделна от останалите физични закони в научен експеримент, тя ще трябва да остане в сферата на философията и спекулациите.
Това е част от продължаваща поредица, описваща потенциални интерпретации на квантовата механика.
