Geum.ru

Г20 Квантовая физика и квантовое сознание. Киев. 2011 300 с

Вид материалаДокументы

Содержание


Локальность и нелокальность
Подобный материал:
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   28

ЛОКАЛЬНОСТЬ И НЕЛОКАЛЬНОСТЬ


Впервые на свойство нелокальности квантовых систем обратили внимание Эйнштейн, Подольский и Розен, которые, пытаясь доказать неполноту описания мира квантовой теории и тем самым опровергнуть ее, продемонстрировали наличие запутанных состояний пары квантовых частиц, принадлежащих одной системе (1935) *. (* A. Einstein, B. Podolsky, N. Rosen. Phys. Rev. 47, 777 (1935).

В подоплеке этой статье заложена, если можно так выразиться, квантовая дуальность: ошибка и гениальное прозрение одновременно. Ошибка — намерение авторов обрушить здание квантовой теории и доказать неполноту теории в момент начала ее строительства. Гениальное прозрение — неосознанное предсказание принципиальной возможности нелокальности, то есть возможности существования в системе мгновенной корреляции на любом расстоянии. Последнее показалась создателю теории относительности, построенной на конечности скорости распространения сигнала в природе, противоестественным и потому невозможным.

Пытаясь свести квантовую нелокальность к привычным представлениям локального реализма, Альберт Эйнштейн поименовал эту нелокальную связь «телепатической», то есть априори не существующей **. (** A. Einstein. In Albert Einstein, Philosopher-Scientist, edited by P. A. Schilpp, Library of Living Philosophers, Evanston, 1949, р. 85). Великий физик, изменивший картину мира, не мог себе представить, что в квантовой, внутренне скоррелированной системе изменение состояния одной части системы мгновенно передается другой ее части. Но именно это оказалось новой реальностью, которая позже была проанализирована и развита в современной квантовой теории, в частности Д. Беллом.

Мысленные эксперименты, которые Эйнштейн задумывал для опровержения квантовой теории, в дальнейшем (начиная с 80-х годов XX века), были реализованы на практике, и они не только не опровергли новую квантовую теорию, но послужили ее подтверждению и дальнейшему развитию. Я не буду касаться этих достаточно сложных, хитроумных и тщательно подготовленных экспериментов, но сразу скажу, что реальность, из них вытекающая, оказался гораздо фантастичнее, чем это представлялось Эйнштейну и даже самим творцам квантовой теории.

Именно с этого момента возникла возможность количественно описывать новую сферу реальности, и, по словам самих физиков, наука наконец окончательно оторвалась от грешной земли и вышла в безбрежный «космос» — в «царство небесное» нелокальных состояний *. (* Автор цитирует С. И. Доронина).

Все эти эксперименты и дальнейшее развитие теории (Н. Гизин и A. Перес, С. Попеску, Д. Рорлих, Ч. Беннетт и многие другие) продемонстрировали полную несовместимость квантовой теории с локальным реализмом Эйнштейна и принципиальную невозможность описания квантовых систем в рамках классического подхода. К настоящему времени локальный реализм полностью разрушен и проблема окончательно решена в пользу квантовой теории о нелокальности глубокой квантовой реальности. Сегодня речь идет уже не о теории, а о ее практических приложениях, в которых запутанные состояния и нелокальность могут быть использованы на практике, что само по себе открывает совершенно головокружительные перспективы создания техники на грани с мистикой.

Дело в том, что именно выполнение квантомеханического принципа неопределенности ведет к тому, что между запутанными (сцепленными, породненными) частицами существует нелокальная мгновенная связь с бесконечной скоростью передачи информации, а это делает принципиально возможным многое ранее «невозможное».

Очень важное замечание! Квантовая нелокальность имеет специфическую корреляционную природу, не связанную с нарушением причинности или предельной скорости распространения сигнала, и эта природа — цельность, единство, корреляционная согласованность ЭПР-пары (двух частиц в запутанном состоянии).

Говоря о существовании нелокальных связей квантовая теория не ликвидирует утверждения теории относительности о предельной скорости передачи сигнала, равной скорости света. Мгновенные связи в нелокальных системах обеспечиваются не передачей сигнала, а самой нелокальностью квантовых систем, существующих вне времени и пространства.

Для таких систем понятия «передача сигнала» или «скорость» просто не применимы. Здесь имеют место квантовые корреляции, согласованные изменения системы без передачи сигнала, обусловленные единством и неразделимостью источника и приемника квантовой информации.

На языке мистики это означает переход на тонкий уровень реальности, где нет пространства и времени, которые заменяет вечность. (Кстати, образ вечности вполне приемлем для чисто квантовых систем, не знающих времени и движения). Введенное Эйнштейном для таких систем понятие «телепатия» также вполне приемлемо: для телепатической связи между двумя системами они должны перейти в нелокальное состояние, то есть слиться воедино.

Квантовые каналы связи, если можно о них говорить, по сути объединяют источник и приемник информации в единое целое вне пространства и времени. Именно по этой причине все духовные практики связаны с «расширением сознания» до тех уровней, где пространство и время исчезают и высшая реальность воспринимается на уровне квантовых ореолов. Убежден в том, что недалеко время, когда этого можно будет достичь с помощью таких же технических средств, как ныне мобильный телефон и Интернет.

Нелокальность означает, что квантовая система существует одновременно «везде и нигде» — раз, и что из-за своей целостности и единства любые изменения с одной ее частью мгновенно передаются другим ее частям. Если повторить сказанное в более привычной форме и на языке мистики, то квантовую нелокальность можно поставить в соответствие духовной или нетварной составляющей бытия, а локальность классической физики — материальной или тварной, причем второе производно от первого: в основе классического материального мира лежит нелокальный квантовый источник реальности, который находится вне пространства и времени, то есть является непроявленным и нематериальным.

Еще одно важное замечание: приписывание квантовым объектам или системам любых свойств бессмысленно, поскольку в чисто квантовом (нелокальном) состоянии они находится в непроявленном состоянии, то есть не обладают физическими свойствами (кроме информации). Последние возникают лишь при локализации (рематериализации или декогеренции) — полном или частичном переходе квантовой системы (нелокального суперпозиционного состояния) в классическую. Частичный переход при этом означает, что по одной степени свободы квантовая система может быть локализована, а по другим — остается в непроявленном состоянии. Свойства возникают (проявляются) лишь в локализованном состоянии, когда можно говорить о пространственно-временном положении, спине, поляризации, волновой функции и т. д.

Освобождение от привычных иллюзий человеческого восприятия — архисложная задача, к тому же встречающая гигантское внутреннее сопротивление особенно у самих ученых. «Здравый смысл» противится любому изменению мировоззрения, так что легко понять силу возмущения модернистским манифестациям «всё из Пустоты» или «всё из Матрицы», причем в квантовой теории всеопределяющая «матрица плотности» имеет не переносный, а самый прямой смысл — «всё из матрицы плотности». Квантовая матрица плотности действительно содержит всю информацию о системе и количественно программирует ее поведение. Матрица плотности содержит в себе внутренние характеристики системы, описывает ее состояние и характеризует ее взаимодействие с окружением. В зависимости от вида, она описывает чистые и смешанные квантовые состояния, замкнутые системы и системы, взаимодействующие со своим окружением, а также корреляции внутри и вне квантовой системы. Именно на основе матриц плотности были введены количественные характеристики квантовой запутанности, и это стало поворотным пунктом в развитии квантовой теории, позволившим преодолеть ее «классические пережитки».

Нелокальным эффектам и запутанным состояниям ныне посвящены тысячи и тысячи научных статей, десятки монографий и многие симпозиумы. Ученые все больше осознают революционные потрясения, вызванные квантовой теорией во взглядах на мир и ведущие к радикальному изменению понимания физической реальности.

Только один пример. Организаторы одного из симпозиумов по квантовой механике пишут: «Физики взволнованы по весьма серьезной причине — существование крупномасштабных квантовых суперпозиций, аналогичных „коту Шредингера“ (см. ниже), так же как и наличие запутанности между многими различными степенями свободы в макроскопических системах, имеет большой фундаментальный и философский смысл, поскольку всё это бросает вызов основным предубеждениям о природе физической реальности» *. (* Quantum Mechanics on the Large Scale, Banff Center, Canada, Peter Wall Institute at UBC. A 5-day conference (April 12–17, 2003)

Контекст указанного заявления точно отражает трудность «прощания с Матерой» — расставания с привычным классическим мировоззрением, опровержения «незыблемых» представлений об основах мироздания. Впрочем, такая ситуация уже много раз случалась в науке — вспомним сопротивление «научной общественности» теории относительности Альберта Эйнштейна и самого Эйнштейна — квантовому индетерминизму.

Но нынешняя научная революция гораздо серьезней — она ставит под сомнение фундаментальность классической физики, указывая на существование более глубоких, непроявленных миров. В новой парадигме материальный мир рассматривается лишь небольшим «возмущением» квантовой реальности, проявлением «запредельности» всеобъемлющего квантового состояния глубокой реальности. Ученые — тоже люди, и сознание большинства из них не может быстро смириться со столь кардинальным переворотом во взглядах на окружающий мир.

Cуществование нелокальных эффектов фактически отвечает той «телепатии», о которой говорил А. Эйнштейн, критикуя квантовую теорию с позиций классической физики и детерминизма. Говоря на языке материализма или идеализма здесь в принципе могут быть два подхода:

— с позиции материалистов можно признать «объективность» вектора состояния, но тогда автоматически приходится признать существование «магической» природы реальности;

— с позиции идеалистов вектор состояния — это лишь математическая абстракция, продукт интеллекта, не имеющий под собой реальной физической основы, но тогда реальностью управляет идеальность в виде не существующего вектора состояния.

На сегодняшний день этот парадокс неразрешим, и каждый физик принимает одно из двух решений:

— демокритовское, то есть «материализм» с его «магическими» следствиями;

— платоновское, то есть «идеализм» с его эйдосами, или чистыми формами, лежащими в основе бытия.

Соответственно этому первый отдает предпочтение «материалистической» позиции с «магическими» следствиями, а второй видит в квантовом векторе состояния (матрице плотности) только математическое выражение. Во втором случае отдается предпочтение классической физики и отказу от вектора состояния (матрицы плотности) как реального объекта *. (* Последней позиции придерживаются, в частности, И. фон Нейман и А. Перес, считающие волновую функцию не физическим объектом, а абстрактным инструментом вычисления вероятностей объективных макроскопических событий.

В чем нет сомнений, так это в том, что при всех спорных вопросах и сомнениях, наука никогда не остановится в своем движении, и на созданном фундаменте квантовой теории, полностью освобожденной от классических «пережитков», будет возводиться здание новой науки, первые смутные очертания которой описаны в этой книге.

Пришла пора понять, что квантовомеханические объекты с их запутанностью и нелокальностью — не игра воображения физиков, далекая от окружающей реальности, но, вполне возможно, — будущая основа новых технологий, по сравнению с которыми всё ныне созданное покажется детскими играми и развлечениями. Один только квантовый компьютер, если таковой вопреки имеющимся трудностям удастся создать, преобразует мир до неузнаваемости.

Но, пожалуй, еще важнее мировоззренческие изменения — возможность включить в сферу науки огромную область феноменов, которые ранее числились за мистикой и считались невозможными с научной точки зрения. Вот что по этому поводу пишет один из немногих отечественных популяризаторов новой квантовой теории С. И. Доронин: «Квантовая теория помогает переосмыслить свои жизненные ценности и глубже понять, в чем заключается смысл нашего земного пути. В свете последних научных результатов жизнь в физическом теле предстает уже не в качестве самодостаточной ценности, а как небольшой этап нашей эволюции в совокупной Квантовой Реальности, как часть Большого Пути, который имеет свое продолжение на других, квантовых ее уровнях».

Я не исключаю, что нелокальность или, если можно так выразиться, связи с «иными мирами» когда-либо приведут к получению энергии из Пустоты или из иной реальности, как это имеет место в романе А. Азимова «Сами боги», но этому должны предшествовать огромная смелость мысли и новый грандиозный прорыв в науке. Как говорится по такому поводу, «нет сказок лучше тех, которые сочиняет сама жизнь».