Jedným z najzáhadnejších aspektov kvantovej mechaniky je, že malé subatomárne častice si zrejme "nevyberú" stav, kým ho vonkajší pozorovateľ nezmeria. Akt merania premieňa všetky nejasné možnosti toho, čo by sa mohlo stať, na definitívny, konkrétny výsledok. Hoci matematika kvantovej mechaniky poskytuje pravidlá, ako tento proces funguje, táto matematika v skutočnosti nevysvetľuje, čo to znamená v praxi.
Jednou z myšlienok je, že vedomie — uvedomenie si vlastného ja a vplyvu, ktorý máme na svoje okolie — zohráva kľúčovú úlohu pri meraní a že je to naša skúsenosť s vesmírom, ktorá ho mení z iba imaginárneho na skutočne reálny.
Ale ak je to tak, je možné, že by ľudské vedomie mohlo vysvetliť niektoré zvláštnosti kvantovej mechaniky?
Kvantové meranie
Kvantová mechanika sú pravidlá, ktorými sa riadi zoo subatomárnych častíc, z ktorých sa skladá vesmír. Kvantová mechanika nám hovorí, že žijeme v základnom nedeterministickom svete. Inými slovami, aspoň pokiaľ ide o svet drobných častíc, nie je možné bez ohľadu na to, ako šikovne vedci navrhujú experimenty alebo ako dokonale poznajú počiatočné podmienky daného experimentu, s istotou predpovedať výsledok akéhokoľvek experimentu. Poznáte silu pôsobiacu na protón? Neexistuje žiadne presne stanovené miesto, kde sa bude určite nachádzať o niekoľko sekúnd — existuje len súbor pravdepodobností, kde by sa mohol nachádzať.
Našťastie sa tento indeterminizmus objavuje len v subatomárnom svete; v makroskopickom svete všetko funguje podľa deterministických fyzikálnych zákonov (a nie, nie sme si úplne istí, prečo k tomuto rozdeleniu dochádza, ale to je problém na iný deň).
Keď fyzici vykonávajú experiment na kvantových systémoch (napríklad sa snažia zmerať energetické hladiny elektrónu v atóme), nikdy si nie sú celkom istí, akú odpoveď dostanú. Namiesto toho rovnice kvantovej mechaniky predpovedajú pravdepodobnosti týchto energetických hladín. Keď však vedci skutočne vykonajú experiment, dostanú jeden z týchto výsledkov a zrazu sa vesmír opäť stane deterministickým; keď vedci poznajú napríklad energetickú hladinu elektrónu, presne vedia, čo urobí, pretože jeho "vlnová funkcia" sa zrúti a častica si vyberie určitú energetickú hladinu.
Tento prechod od indeterminizmu k determinizmu je vyslovene zvláštny a vo fyzike neexistuje žiadna iná teória, ktorá by fungovala rovnakým spôsobom. Čím je akt merania taký zvláštny? Vo vesmíre neustále prebiehajú nespočetné kvantové interakcie. Dochádza teda pri týchto interakciách k rovnakému druhu preklopenia, aj keď sa nikto nepozerá?
Úloha vedomia
Štandardná interpretácia kvantovej mechaniky, známa ako kodanská interpretácia, hovorí, že toto všetko treba ignorovať a sústrediť sa len na získavanie výsledkov. Podľa tohto názoru je subatomárny svet v podstate nevyspytateľný a ľudia by sa nemali pokúšať vytvárať ucelené obrazy toho, čo sa deje. Namiesto toho by sa vedci mali považovať za šťastných, že aspoň môžu robiť predpovede pomocou rovníc kvantovej mechaniky.
Mnohých ľudí to však neuspokojuje. Zdá sa, že na procese merania je niečo neuveriteľne zvláštne, čo sa objavuje len v kvantovej teórii. Táto zvláštnosť sa stáva ešte nápadnejšou, keď porovnáte meranie povedzme s doslova akoukoľvek inou interakciou.
Napríklad vo vzdialenom oblaku plynu, hlboko v rozľahlom medzihviezdnom priestore, nie je nikto nablízku, nikto sa nepozerá. Ak v tomto oblaku plynu do seba narazia dva atómy, ide o kvantovú interakciu, takže by mali platiť pravidlá kvantovej mechaniky. Ale neexistuje žiadne "meranie" ani výsledok — je to len jedna z biliónov náhodných interakcií, ktoré sa dejú každý deň, nepozorované ľuďmi. A tak nám pravidlá kvantovej mechaniky hovoria, že interakcia zostáva nedeterministická.
Ak sa však tie isté dva atómy stretnú v laboratóriu, vedci môžu zmerať a zaznamenať, čo sa stalo. Keďže došlo k meraniu, tie isté pravidlá kvantovej mechaniky nám hovoria, že neurčitosť sa obrátila a stala sa deterministickou — to mi umožnilo zapísať konkrétny výsledok.
V čom sa tieto dva prípady líšia? V oboch prípadoch ide o interakciu subatomárnych častíc s inými subatomárnymi časticami. A každý krok procesu merania zahŕňa subatomárne častice na určitej úrovni, takže by nemalo byť úniku z obvyklých kvantových pravidiel, ktoré hovoria, že výsledok by mal byť neurčitý.
Niektorí teoretici, ako napríklad priekopník kvantovej fyziky Eugene Wigner (otvorí sa v novej záložke) , poukazujú na to, že jediný rozdiel medzi týmito dvoma scenármi spočíva v tom, že jeden zahŕňa vedomého, mysliaceho pozorovateľa a druhý nie. Teda to, čo sa v kvantovej mechanike nazýva "kolaps" (prechod od indeterministických pravdepodobností ku konkrétnemu výsledku), závisí od vedomia.
Sny o vesmíre
Keďže vedomie je pre ľudí také dôležité, máme tendenciu myslieť si, že je v ňom niečo zvláštne. Koniec koncov, zvieratá sú jediné známe vedomé bytosti, ktoré obývajú vesmír. A jedným zo spôsobov, ako interpretovať pravidlá kvantovej mechaniky, je postupovať podľa uvedenej logiky až do krajnosti: To, čo nazývame meraním, je v skutočnosti zásahom vedomého činiteľa do reťazca inak všedných subatomárnych interakcií.
Tento spôsob myslenia vyžaduje, aby sa vedomie líšilo od všetkých ostatných fyzikálnych javov vo vesmíre. Inak by vedci mohli tvrdiť (a aj tvrdia), že vedomie je samo osebe len súhrnom rôznych subatomárnych interakcií. Ak je to tak, v reťazci meraní neexistuje žiadny koncový bod. A ak je to tak, potom to, čo vedci robia v laboratóriu, sa naozaj nelíši od toho, čo sa deje v náhodných oblakoch plynu.
Hoci nejde o striktne fyzikálnu teóriu, koncepcia vedomia ako odlišného a oddeleného od materiálneho vesmíru má vo filozofii a teológii dlhú tradíciu.
Kým však niekto nepríde na spôsob, ako tento koncept vedomia oddeliť od ostatných fyzikálnych zákonov vo vedeckom experimente, bude musieť zostať v oblasti filozofie a špekulácií.
Tento článok je súčasťou prebiehajúceho seriálu opisujúceho možné interpretácie kvantovej mechaniky.
