Основания сопоставления квантового и субъективного. Квантовые

целостности сферы субъективного

Отметим прежде всего, что ориентация на аналогию квантового и субъективного следует

уже из самих оснований теории тождества. Действительно, теория тождества определяет

субъективное как бытие материи, как она существует "сама по себе", т.е. субъективное

является "субстанцией" материи, ее "подлинным" бытием, "за" которым не стоит какая-

либо иная реальность, видимостью или внешним проявлением которой являлось бы

субъективное. Следовательно, если мы хотим обнаружить физические аналоги основных

свойств сферы субъективного, мы должны сосредоточить внимание на наиболее

фундаментальном уровне описания материи, т.е. на таком уровне, "за" которым уже не

стоит какая-либо более "глубокая", более фундаментальная реальность.

На статус такого фундаментального описания материи как раз и претендует квантовая

физика и лежащая в ее основе квантовая механика. Предполагается, что классическая

физика есть лишь идеализация по отношению к квантовому описанию и, таким образом,

она не может быть прямо соотнесена с субъективным.

Однако, можем ли мы быть уверены, что квантовая теория действительно дает нам

окончательную, исчерпывающую картину реальности? Как нам представляется,

существуют серьезные основания полагать, что мы действительно дошли здесь до

"предела" познания реальности. Прежде всего в пользу "предельности" квантового

описания говорят неудачи многочисленных за последние десятилетия попыток создать

некое более полное и "глубокое", чем квантовое, описание реальности с помощью так

называемых "скрытых параметров". "Скрытые параметры" - это те скрытые "механизмы",

которые, как полагают, могли бы объяснить наблюдаемое квантовое поведение, с позиций

некоего более "глубокого" уровня реальности.

Как показал еще в 30-х годах И. Фон Нейман (54), невозможность введения "скрытых

параметров" имеет принципиальный характер: невозможно ввести в математический

аппарат квантовой механики какие-либо более "глубокие" детерминанты квантового

поведения не разрушив его математическую структуру и не вступив в противоречие с

наблюдаемыми фактами. Последующие исследования, связанные, в частности, с

проверкой неравенств Белла, подтвердили эту точку зрения фон Неймана, исключив, по

крайней мере, существование так называемых "локальных" "скрытых параметров"(91).

Конечно, невозможность введения "скрытых параметров", строго говоря, не доказывает

"предельный" характер квантовомеханического описания, поскольку сохраняется

возможность целиком заменить квантовую теорию какой-либо другой теорией,

основанной целиком на иных принципах. Однако, если предположить, что предельная

теория создана, то она, очевидно, должна быть логически непополнимой, т.е. исключать

возможность введения каких-либо "скрытых параметров", И именно такими свойствами и

обладает квантовая механика.

Многие странные на первый взгляд особенности квантовой механики (непополнимость,

отсутствие "механизмов" "квантовых скачков", спонтанность поведения микрообъектов и

др.) можно естественно объяснить исходя из "предельности" квантового описания - в

противном случае они мало поддаются объяснению.

Вместе с тем, "предельный" характер квантового описания не обязательно означает его

абсолютную полноту. Как мы увидим далее, квантовая механика действительно в

некотором смысле не полна, так как реальное бытие не исчерпывается тем "бытийным

слоем", который непосредственно описывает квантовомеханический формализм.

"Предельность" квантовой механики в таком случае означает лишь, что, во-первых, те

"пробелы", которые существуют в квантовом описании, либо вообще не могут быть

заполнены, либо их заполнение требует выхода за пределы применимости чисто

количественных, математических методов описания реальности. То есть квантовая

механика не полна, не является "теорией всего", но она и не пополнима традиционными

способами - не следует надеяться, что заменив уравнение Шредингера или его

релятивистские аналоги более сложным, например, нелинейным, уравнением, мы

получим лучшее приближение к реальной картине мира. Результаты, полученные фон

Нейманом, по-видимому, показывают, что тот слой бытия, который непосредственно

описывает квантовая механика, описывается ею с предельной полнотой. В таком случае

исключаются какие-либо "скрытые механизмы" или какая-либо "глубина", стоящая "за" той

реальностью, которую непосредственно изображает математический аппарат квантовой

механики.

Таким образом, квантовая механика, как мы полагаем, описывает именно то, что есть на

самом деле с предельной полнотой, описывает самую "сущность" вещей, но за пределами

этого описания остается еще некий иррациональный "остаток", который, однако, нельзя

рассматривать как "механизм" или как некую подлинную "скрытую сущность" объектов,

описываемых квантовой механикой.

Здесь мы можем предварительно констатировать первую аналогию квантового и

субъективного - и в том и в другом случае мы обнаруживаем отсутствие "глубины" или

"механизмов", стоящих "за" наблюдаемыми явлениями. (Как известно, основным

методологическим принципом, которым руководствовался В. Гейзенберг, создавая

"матричную механику", было требование исключить из теории все ненаблюдаемые

величины (92)). Также, как процессы в сознании, квантовые процессы протекают

"спонтанно", т.е. без всяких внутренних "механизмов", реализующих эти процессы.

Нередко идея существования "фундаментального" уровня описания отвергается исходя из

потенциальной возможности "углубить" описание реальности путем неограниченного

повышения точности (чувствительности) измерений. Действительно, увеличивая точность

измерений мы последовательно переходим от классического описания к квантовому, затем

необходимо перейти к релятивистской квантовой теории, квантовой теории поля, учесть

вакуумные флуктуации, сложный характер элементарных частиц (кварковую структуру

барионов) и т.д. Таким образом, увеличивая точность измерений мы как бы

последовательно "вскрываем" все более глубокие "пласты" реальности и предел этому

продвижению "в глубь" материи может положить лишь необходимость использования

чрезвычайно больших энергий для того, чтобы "рассмотреть" тонкие детали строения

материи. Принципиально важно, что "вскрытие" нового "слоя" реальности, как правило,

требует существенной коррекции теории.

Это обстоятельство приводит нас к следующему парадоксу: с одной стороны, мы знаем,

что наш мозг в своей наиболее "глубокой" основе или "на самом деле" состоит из лептонов

и кварков и, следовательно, если основываться на теории тождества, мы должны

признать, что то, что мы непосредственно переживаем и описываем как "непосредственно

данное" - это и есть истинные свойства лептонов и кварков, как они существуют "сами по

себе". Однако, с другой стороны, мы знаем, что, например, кварковая структура материи

проявляет себя лишь при очень высоких энергиях, которые, очевидно, недоступны

биологическим системам. Следовательно, когда мы описываем свои собственные

субъективные состояния - мы тем самым описываем, в частности, свойства кварков,

составляющих некоторую часть мозга, т.е. описываем такие свойства мозга, которые мы,

как биологические системы, не способны обнаружить без сложных физических приборов.

Разрешить этот парадокс можно, если мы учтем зависимость формы существования

квантового объекта от характера измерительной процедуры. Согласно классической

(Борновской) интерпретации квантового состояния, квантовый объект до акта измерения

не обладает каким-либо определенным актуальным бытием, а представляет собой лишь

совокупность "чистых потенций" - возможностей обнаружения тех или иных значений

наблюдаемых в определенным образом организованных измерительных процедурах. Мы

не можем приписать квантовому объекту определенный (пусть даже неизвестный) спин,

импульс, координату - пока не осуществим соответствующее измерение. Измерение не

просто выявляет предсуществующее свойство квантового объекта, но, фактически, создает

его в момент измерения. (Как писал В. Гейзенберг: "Траектория возникает только

благодаря тому, что мы ее наблюдаем" (93 с.661)). (Здесь необходимо уточнить понятие

"наблюдение" (измерение). Как мы увидим далее, нет никакой необходимости связывать

"наблюдение" исключительно с наличием обладающего сознанием субъекта - наблюдателя.

Вполне допустимо предположить, что роль "наблюдателя" может выполнять какая-то

неодушевленная физическая система - эквивалентная по своему принципу взаимодействия

с квантовым объектом измерительному прибору (точнее, той его части, с которой

непосредственно взаимодействует, производя необратимые изменения, измеряемая

квантовая система). С этой точки зрения "наблюдение" осуществляется всякий раз, когда

имеет место взаимодействие, способное, в принципе, послужить основой или исходным

пунктом действительного, осознанного наблюдения, причем это имеет место

безотносительно к тому - передается или не передается далее полученная информация

какому-либо субъекту, способному ее осознать. Именно в таком "широком" смысле мы и

будем далее понимать термин "наблюдение").

Таким образом, на вопрос: почему в наших актуальных переживаниях не представлены

кварковые свойства материи, можно дать такой ответ: "измерения", осуществляемые

внутри мозга над предполагаемым "квантовым субстратом субъективного" таковы, что они

не выявляют эти свойства и, следовательно, согласно "духу" квантовой механики нужно

признать, что эти кварковые свойства не просто остаются "скрытыми" - их вообще не

существует как чего-то актуального, действительного, как не существует в данном случае и

самих кварков. Последние существуют лишь как потенции - до тех пор, пока не будет

осуществлено подходящее по энергетическим параметрам измерение, посредством

которого эти потенции могут быть актуализированы.

Учитывая это специфическое квантовое свойство "несуществования" (точнее,

существования лишь в виде "чистых", онтологически наличных потенций)

ненаблюдаемого, в частности, ненаблюдаемых свойств квантовых объектов, можно также

объяснить свойство целостности сферы субъективного. Парадоксальность "слитного

единства" субъективного заключается в том, что если физическое есть лишь "инобытие"

субъективного, а субъективное представляет собой нечто целостное, несоставленное из

независимых частей, то совершенно не понятно откуда возникает "зернистая" (атомарная)

структура той гипотетической части мозга, которая, предположительно, является

материальным субстратом субъективного. Отсутствие "зернистости" сферы субъективного

можно объяснить используя представление о "неделимой квантовой целостности" (94) или

"индивидуальности" (термин Н. Бора) квантовых многочастичных систем. Речь идет здесь

о том, что сложная (составная) квантовая система (атом, молекула и т.п.) проявляет себя во

всех случаях как единое целое до тех пор, пока не подвергнется действию измерительного

прибора, способного выделить ее отдельные элементы и определить их состояния как

индивидуальных объектов.

Если такие измерения осуществляются, квантовый многочастичный объект переходит из

"целостного" состояния в состояние "составленности из частей" и эти состояния могут

обладать весьма различными свойствами. Можно, таким образом, говорить о своего рода

"дополнительности" "целостных" и "системных" свойств квантовых объектов.

Между "целостными" и "составными" состояниями существует, как правило, четкая

граница, обусловленная дискретностью уровней энергии внутренних степеней свободы

квантового объекта. Составные части никак себя не проявляют, пока энергия внешнего

воздействия, связанного с измерительной процедурой, не превысит величину, равную

разности энергий соседних уровней. При этом выполняется правило: чем меньше

пространственные размеры элементов, тем большая нужна энергия для их выявления и

актуализации.

Если принять принцип "несуществования (актуального) ненаблюдаемого", то следует

также признать, что если "измерение", осуществляемое внутри мозга, построено таким

образом, что отдельные "субъединицы" материального субстрата субъективного

оказываются ненаблюдаемыми (измерение построено так, что невозможно выделить

индивидуальный вклад в конечный результат каждой отдельной частицы, в потенции

"составляющей" данный субстрат), то и "в себе" данный субстрат оказывается чем-то

целостным, несоставленным. Именно поэтому мы не ощущаем в своей актуальной

субъективности какой-либо "зернистости", соответствующей атомарной структуре нашего

мозга.

Макроскопичность материального субстрата субъективного (которая необходима для того,

чтобы он как-то функционально обнаруживал себя в мозге) предполагает его

многочастичность. То есть он должен описываться некой многочастичной волновой

функцией. Но поскольку волновая функция характеризует лишь амплитуду вероятности

того, что мы увидим произведя измерение, многочастичность здесь не обязательно

предполагает актуальное существование частиц, при условии, что мы не наблюдаем их как

самостоятельные, относительно независимые друг от друга, тождественные себе

сущности.

Заметим, что "включение" внутренних степеней свободы и проявление "микроструктуры"

квантовой системы само по себе, в общем случае, не должно с необходимостью приводить

к разрушению квантовой целостности, которую мы сопоставляем целостности нашей

субъективности. Ведь наша сфера субъективного, по крайней мере в ее действительной,

чувственной составляющей, также обладает "проявленной" сложной структурой: она

состоит из множества сопереживаемых ощущений, образов, представлений - и это не

приводит к распаду единого "Я". По-видимому, достаточным условием "распада"

целостной квантовой системы на совокупность самостоятельных, не тождественных

"индивидуальностей" будет являться такая система взаимодействий ее с внешним миром,

при которой появляется возможность идентифицировать каждую отдельную

составляющую как индивидуальный, тождественный себе объект, независимо от других

частей взаимодействующий с внешним окружением.(Если бы в этом случае целостность

сохранилась, то она оказалась бы чем-то формальным). Это предполагает не только

проявление внутренних степеней свободы квантовой системы, но и наличие некоторой

"индивидуальности" (возможности идентификации) и относительной независимости

отдельных ее частей.

Таким образом, измерение, осуществляемое в мозге над квантовым субстратом

субъективного, может выявлять сложную пространственно-временную или, скажем,

энергетическую структуру этого субстрата, но оно не должно выявлять вклад каждой

индивидуальной частицы (в потенции составляющей этот субстрат) в эту, выявляемую в

измерении, структуру. Чтобы выполнить это условие, достаточно, например, чтобы

измерение обладало низким временным разрешением, а частицы были полностью

делокализованы в некотором объеме так, что каждая частица, в потенции составляющая

субстрат субъективного, могла за время измерения проявить себя в любой точке данного

объема и внести вклад в любое локализованное в пространстве измерение (например,

измерение средней плотности электростатического поля в данной точке). В таком случае

результат измерения в каждой точке пространства будет иметь отношение ко всей

квантовой системе в целом, а не к отдельным ее частям и, таким образом, не будет

разрушать квантовой целостности данной системы. (Возможно, что данное условие

является слишком сильным. Можно предположить, что достаточным условием сохранения

квантовой целостности, коррелятивной целостности сферы субъективного, является

наличие "перепутанности" одночастичных квантовых состояний. В этом случае

многочастичная волновая функция, соответствующая целостной сфере субъективного,

неразложима в произведение одночастичных волновых функций - что указывает на

невозможность мыслить отдельные частицы как самостоятельные, актуально

существующие части единой многочастичной квантовой системы. Каждая "часть"

системы, в данном случае, описывается не чистой волновой функцией, а матрицей

плотности).

Несколько иное решение проблемы "зернистости" предложил М. Локвуд (165). Локвуд

предложил рассматривать "зернистость" квантовой материи как реляционное свойство.

Наподобие того, как пространственные и временные свойства объектов в теории

относительности меняются при переходе от одной системы отсчета к другой, так и

"зернистость" многочастичной квантовой системы меняется в зависимости от выбора

базисных векторов в Гильбертовом пространстве (пространстве квантовых состояний).

Каждому субъекту, по Локвуду, соответствует специфический базис в Гильбертовом

пространстве и эти базисы различны для "внешних и "внутренних" наблюдателей. Именно

поэтому мозг "извне" воспринимается как нечто "зернистое", состоящее из множества

автономных субъединиц, а "изнутри" воспринимается как нечто единое (точнее, как

"единое-многое"). Здесь, однако, не учитывается то обстоятельство, что выбор базиса в

Гильбертовом пространстве определяется исключительно измерительной процедурой и

что одновременно точно измеримы лишь те величины, которые имеют общий набор

собственных функций, как раз и составляющих выделенный базис в Гильбертовом

пространстве. Таким образом, здесь нет полной аналогии с теорией относительности -

квантовая система не может быть одновременно и целостной и "зернистой".

Следовательно, форма целостности абсолютным образом определяется актуально

выполняемой измерительной процедурой. Заметим также, что базис в Гильбертовом

пространстве не есть нечто уникальное и, таким образом, он не может выполнять роль

полного коррелята "индивидуальности" или "Я", как полагает М. Локвуд.

Поиск по сайту: