Eden najbolj osupljivih vidikov kvantne mehanike je, da se zdi, da majhni subatomski delci ne "izberejo" stanja, dokler ga zunanji opazovalec ne izmeri. Meritev pretvori vse nejasne možnosti, kaj bi se lahko zgodilo, v določen, konkreten rezultat. Čeprav matematika kvantne mehanike določa pravila za delovanje tega procesa, ta matematika ne pojasnjuje, kaj to pomeni v praksi.
Ena od idej je, da ima pri merjenju ključno vlogo zavest — zavedanje nas samih in našega vpliva na okolico — in da je naša izkušnja vesolja tista, ki ga iz zgolj namišljenega spremeni v resnično realnega.
Toda če je tako, ali je mogoče, da bi človeška zavest pojasnila nekatere nenavadnosti kvantne mehanike?
Kvantno merjenje
Kvantna mehanika so pravila, ki urejajo živalski vrt subatomskih delcev, iz katerih je sestavljeno vesolje. Kvantna mehanika nam pravi, da živimo v temeljnem nedeterminističnem svetu. Z drugimi besedami, vsaj ko gre za svet drobnih delcev, ni mogoče z gotovostjo napovedati izida katerega koli poskusa, ne glede na to, kako spretni so znanstveniki pri načrtovanju poskusov ali kako odlično poznajo začetne pogoje tega poskusa. Ali poznate silo, ki deluje na proton? Ni določene lokacije, na kateri bi se zagotovo nahajal čez nekaj sekund; obstaja le niz verjetnosti, kje bi se lahko nahajal.
K sreči se ta nedeterminizem pojavlja le v subatomskem svetu; v makroskopskem svetu vse deluje v skladu z determinističnimi fizikalnimi zakoni (in ne, nismo povsem prepričani, zakaj se ta razcep zgodi, vendar je to problem za drug dan).
Ko fiziki izvajajo poskuse na kvantnih sistemih (na primer poskušajo izmeriti energijske nivoje elektrona v atomu), nikoli niso povsem prepričani, kakšen odgovor bodo dobili. Namesto tega enačbe kvantne mehanike napovedujejo verjetnosti teh energijskih ravni. Ko pa znanstveniki dejansko izvedejo poskus, dobijo enega od teh rezultatov in nenadoma vesolje spet postane deterministično; ko znanstveniki na primer poznajo energijsko raven elektrona, točno vedo, kaj bo naredil, saj se njegova "valovna funkcija" sesuje in delec izbere določeno energijsko raven.
Ta preobrat iz nedeterminizma v determinizem je naravnost nenavaden in v fiziki ni druge teorije, ki bi delovala na enak način. Zakaj je dejanje merjenja tako posebno? V vesolju se ves čas dogaja nešteto kvantnih interakcij. Ali se te interakcije enako spreminjajo tudi takrat, ko jih nihče ne opazuje?
Vloga zavesti
Standardna interpretacija kvantne mehanike, znana kot kopenhagenska interpretacija, pravi, da je treba vse to zanemariti in se osredotočiti le na pridobivanje rezultatov. Po tem mnenju je subatomski svet v osnovi nepojmljiv in ljudje ne bi smeli poskušati razviti koherentne slike o tem, kaj se dogaja. Namesto tega naj se znanstveniki štejejo za srečne, da lahko z enačbami kvantne mehanike vsaj napovedujejo.
Vendar to za mnoge ljudi ni zadovoljivo. Zdi se, da je v procesu merjenja nekaj neverjetno posebnega, kar se pojavlja samo v kvantni teoriji. Ta posebnost postane še bolj presenetljiva, če merjenje primerjamo z recimo dobesedno katero koli drugo interakcijo.
Na primer, v oddaljenem plinskem oblaku, globoko v prostranstvu medzvezdnega prostora, ni nikogar; nihče ga ne opazuje. Če v tem plinskem oblaku dva atoma trčita drug v drugega, gre za kvantno interakcijo, zato bi morala veljati pravila kvantne mehanike. Vendar ni nobene "meritve" in nobenega rezultata; to je le ena od bilijonov naključnih interakcij, ki se dogajajo vsak dan in jih ljudje ne opazujemo. Zato pravila kvantne mehanike pravijo, da interakcija ostaja nedeterministična.
Če pa ta dva atoma trčita skupaj v laboratoriju, lahko znanstveniki izmerijo in zabeležijo, kaj se je zgodilo. Ker je prišlo do meritve, nam ista pravila kvantne mehanike povedo, da se je nedeterminizem obrnil in postal determinističen — to mi je omogočilo zapisati konkreten rezultat.
V čem se ta dva primera razlikujeta? V obeh gre za interakcijo subatomskih delcev z drugimi subatomskimi delci. Vsak korak v procesu merjenja na neki ravni vključuje subatomske delce, zato ne bi smelo biti nobene možnosti, da bi se izognili običajnim kvantnim pravilom, ki pravijo, da mora biti rezultat nedoločljiv.
Nekateri teoretiki, kot je pionir kvantne fizike Eugene Wigner (odpre se v novem zavihku) , poudarjajo, da je edina razlika med tema dvema scenarijema v tem, da eden vključuje zavestnega, mislečega opazovalca, drugi pa ne. Tako je tisto, kar se v kvantni mehaniki imenuje "kolaps" (prehod od nedeterminističnih verjetnosti do konkretnega rezultata), odvisno od zavesti.
Sanje o vesolju
Ker je zavest za ljudi tako pomembna, mislimo, da je v njej nekaj posebnega. Navsezadnje so živali edina znana zavestna bitja v vesolju. In eden od načinov razlage pravil kvantne mehanike je, da zgornji logiki sledimo do skrajnega konca: Kar imenujemo meritev, je v resnici poseg zavestnega dejavnika v verigo sicer vsakdanjih subatomskih interakcij.
Takšno razmišljanje zahteva, da je zavest drugačna od ostale fizike v vesolju. V nasprotnem primeru bi znanstveniki lahko trdili (in to tudi počnejo), da je zavest sama po sebi le vsota različnih subatomskih interakcij. V tem primeru v verigi meritev ni končne točke. In če je tako, potem to, kar znanstveniki počnejo v laboratoriju, v resnici ni nič drugačno od tistega, kar se dogaja v naključnih oblakih plina.
Čeprav ni strogo fizikalna teorija, ima koncept zavesti, ki je drugačna in ločena od materialnega vesolja, dolgo tradicijo v filozofiji in teologiji.
Dokler nekdo ne bo našel načina, kako z znanstvenim poskusom preveriti koncept zavesti, ki je ločen od ostalih fizikalnih zakonov, bo moral ostati na področju filozofije in špekulacij.
To je del tekoče serije opisov možnih interpretacij kvantne mehanike.
