Jedním z nejvíce matoucích aspektů kvantové mechaniky je, že malé subatomární částice si zřejmě "nevybírají" stav, dokud je vnější pozorovatel nezměří. Akt měření převádí všechny nejasné možnosti toho, co by se mohlo stát, na určitý, konkrétní výsledek. Matematika kvantové mechaniky sice poskytuje pravidla, jak tento proces funguje, ale nevysvětluje, co to znamená v praxi.
Jednou z myšlenek je, že klíčovou roli v měření hraje vědomí — vědomí vlastního já a vlivu, který máme na své okolí — a že je to naše zkušenost s vesmírem, která ho mění z pouhé představy na skutečně skutečný.
Ale pokud je tomu tak, je možné, že by lidské vědomí mohlo vysvětlit některé podivnosti kvantové mechaniky?
Kvantové měření
Kvantová mechanika jsou pravidla, kterými se řídí zoo subatomárních částic, z nichž se skládá vesmír. Kvantová mechanika nám říká, že žijeme v zásadním nedeterministickém světě. Jinými slovy, alespoň pokud jde o svět malých částic, není možné, bez ohledu na to, jak chytře vědci navrhují své experimenty nebo jak dokonale znají počáteční podmínky daného experimentu, s jistotou předpovědět výsledek jakéhokoli experimentu. Znáte sílu působící na proton? Neexistuje žádné pevně dané místo, kde se za několik sekund určitě bude nacházet — existuje pouze soubor pravděpodobností, kde by se mohl nacházet.
Naštěstí se tento indeterminismus objevuje pouze v subatomárním světě; v makroskopickém světě vše funguje podle deterministických fyzikálních zákonů (a ne, nejsme si přesně jisti, proč k tomuto rozdělení dochází, ale to je problém na jiný den).
Když fyzikové provádějí experiment na kvantových systémech (například se snaží změřit energetické hladiny elektronu v atomu), nikdy si nejsou zcela jisti, jakou odpověď dostanou. Místo toho rovnice kvantové mechaniky předpovídají pravděpodobnosti těchto energetických hladin. Jakmile však vědci experiment skutečně provedou, dostanou jeden z těchto výsledků a vesmír se rázem stane opět deterministickým; jakmile vědci znají například energetickou hladinu elektronu, vědí přesně, co udělá, protože jeho "vlnová funkce" se zhroutí a částice si vybere určitou energetickou hladinu.
Tento obrat od indeterminismu k determinismu je naprosto zvláštní a ve fyzice neexistuje žádná jiná teorie, která by fungovala stejným způsobem. Čím je akt měření tak zvláštní? Ve vesmíru neustále dochází k nesčetným kvantovým interakcím. Dochází tedy u těchto interakcí ke stejnému druhu překlopení, i když se nikdo nedívá?
Úloha vědomí
Standardní interpretace kvantové mechaniky, známá jako kodaňská interpretace, říká, že toto vše je třeba ignorovat a soustředit se pouze na získání výsledků. Podle tohoto názoru je subatomární svět v podstatě nevyzpytatelný a lidé by se neměli pokoušet vytvářet ucelené obrazy toho, co se děje. Místo toho by vědci měli počítat s tím, že mají štěstí alespoň v tom, že mohou předpovídat pomocí rovnic kvantové mechaniky.
To však mnoho lidí neuspokojuje. Zdá se, že na procesu měření je něco neuvěřitelně zvláštního, co se objevuje pouze v kvantové teorii. Tato výjimečnost se stává ještě nápadnější, když porovnáte měření například s doslova jakoukoli jinou interakcí.
Například ve vzdáleném oblaku plynu, hluboko v rozlehlém mezihvězdném prostoru, není nikdo poblíž, nikdo se nedívá. Pokud do sebe v tomto plynném mračnu narazí dva atomy, jedná se o kvantovou interakci, takže by měla platit pravidla kvantové mechaniky. Ale nedochází k žádnému "měření" ani k žádnému výsledku — je to jen jedna z bilionů náhodných interakcí, k nimž dochází každý den a které člověk nepozoruje. A tak nám pravidla kvantové mechaniky říkají, že interakce zůstává nedeterministická.
Pokud se však tytéž dva atomy srazí v laboratoři, vědci mohou změřit a zaznamenat, co se stalo. Protože došlo k měření, stejná pravidla kvantové mechaniky nám říkají, že se neurčitost obrátila a stala se deterministickou — to mi umožnilo zapsat konkrétní výsledek.
V čem se tyto dva případy liší? V obou případech jde o interakci subatomárních částic s jinými subatomárními částicemi. A každý krok procesu měření zahrnuje subatomární částice na určité úrovni, takže by nemělo být úniku z obvyklých kvantových pravidel, která říkají, že výsledek by měl být neurčitý.
Někteří teoretici, jako například průkopník kvantové fyziky Eugene Wigner (otevře se v nové záložce) , poukazují na to, že jediný rozdíl mezi těmito dvěma scénáři spočívá v tom, že jeden z nich zahrnuje vědomého, myslícího pozorovatele a druhý nikoli. To, čemu se v kvantové mechanice říká "kolaps" (přechod od indeterministických pravděpodobností ke konkrétnímu výsledku), tedy závisí na vědomí.
Sny o vesmíru
Protože je vědomí pro člověka tak důležité, máme tendenci si myslet, že je na něm něco zvláštního. Vždyť zvířata jsou jediné známé vědomé bytosti, které obývají vesmír. A jedním ze způsobů, jak interpretovat pravidla kvantové mechaniky, je sledovat výše uvedenou logiku až do krajnosti: To, čemu říkáme měření, je ve skutečnosti zásah vědomého činitele do řetězce jinak všedních subatomárních interakcí.
Tento směr myšlení vyžaduje, aby vědomí bylo odlišné od všech ostatních fyzikálních jevů ve vesmíru. V opačném případě by vědci mohli tvrdit (a také to dělají), že vědomí je samo o sobě jen souhrnem různých subatomárních interakcí. Pokud je tomu tak, neexistuje žádný koncový bod v řetězci měření. A pokud ano, pak se to, co vědci dělají v laboratoři, ve skutečnosti nijak neliší od toho, co se děje v náhodných mračnech plynu.
Ačkoli se nejedná o striktně fyzikální teorii, pojetí vědomí jako odlišného a odděleného od hmotného vesmíru má ve filozofii a teologii dlouhou tradici.
Dokud však někdo nepřijde na způsob, jak tento koncept vědomí odděleného od ostatních fyzikálních zákonů otestovat ve vědeckém experimentu, bude muset zůstat v oblasti filozofie a spekulací.
Tento článek je součástí pokračující série popisující možné interpretace kvantové mechaniky.
