Читать онлайн «Квантово-мистическая картина мира. Структура реальности и путь человека». Страница 12

Пример замкнутой (изолированной, целостной) системы — Вселенная. В ней есть всё, что есть, всё, что может быть. Вне ее нет ничего, что могло бы на нее повлиять, и нет ничего, где могла бы записаться информация о ее состоянии. Ведь если что-то подобное есть, это по определению является частью Вселенной и входит в нее. В любом случае замкнутая система будет оставаться в чистом состоянии, независимо от того, что происходит во внутренней структуре на уровне подсистем. Подобие замкнутых систем можно создать и в лабораторных условиях, для этого надо исключить влияние окружения на систему и проследить, чтобы состояние системы никак не сказывалось на состоянии окружения.

Теория декогеренции утверждает, что суперпозиция состояний в какой-либо системе возможна лишь в том случае, если в окружении не записывается информации, достаточной для разделения компонент суперпозиции[64].

Для существования суперпозиции важно, чтобы состояния системы не слишком «запутывались» с состоянием окружения. То есть чтобы система не взаимодействовала с окружением с интенсивностью, достаточной для записи в окружении информации, позволяющей разделить компоненты вектора состояния этой системы.

Таким образом, суперпозиционные состояния могут существовать лишь в замкнутых системах, когда нет взаимодействий, переводящих суперпозицию в смесь. По крайней мере, если, не затрагивая окружения, ограничиться лишь самой системой, суперпозицию в открытых системах наблюдать невозможно.

Что же происходит в открытых системах? Очень просто: в них суперпозиционные состояния переходят в смешанные — из-за записи в окружении информации о состоянии системы, происходящей в ходе взаимодействия. Возможны и обратные переходы, от смешанных (классических) состояний к чисто-квантовым. Этот процесс обретения системой квантовых свойств при прекращении или ослаблении взаимодействия с окружением называется рекогеренцией. Для рекогеренции системы в квантовое состояние ничего «особенного» не нужно — необходимо лишь прекращение или ослабление обмена информацией с окружением. Эти процессы в настоящее время интенсивно изучаются исследователями, стремящимися к созданию квантового компьютера.

Ситуация, когда наряду с квантовыми корреляциями присутствуют классические (то есть связи между наблюдаемыми величинами, возникшими в ходе тех или иных взаимодействий), характерна для всех окружающих нас тел и называется смешанным запутанным состоянием. Смешанно-запутанные состояния возникают при взаимодействии объектов друг с другом, что приводит к частичной потере когерентности. Эти состояния можно охарактеризовать соотношением классических и квантовых корреляций, или, иначе говоря, выраженностью и классических, и квантовых свойств.

В теории можно ввести непрерывную меру запутанности, показывающую степень выраженности квантовых свойств системы. Для классической системы, в которой все состояния независимы друг от друга и наличествуют лишь классические корреляции между ними, она равна 0. А в случае, когда в системе присутствуют только квантовые корреляции и отсутствуют классические, мера запутанности равна 1.

Мера запутанности, равная 0, соответствует наличию в системе только сепарабельных состояний с одной компонентой в векторе состояния. В этом случае между суперпозицией и смесью исчезают какие-либо отличия, что означает переход квантовой теории в классическую.

Теперь обсудим вопрос о степени «объективности» окружающего нас мира.

Как известно, любой опыт, основанный на разделении субъекта и объекта, древние индусы называли майей, иллюзией. Дело не в том, иллюзия всё вокруг или нет. Вопрос в том, что при разделении на субъект и объект невозможно отличить реальность от иллюзии, ведь невозможно узнать что-либо об объекте, не взаимодействуя с ним. А в результате взаимодействия состояния субъекта и объекта «запутываются», становятся взаимосвязанными. Какие-то части от каждой из двух подсистем оказываются перемешанными, и нет никакой возможности выделить в этой «перепутанной» части, что относится к объекту, а что — к субъекту. Как при впадении реки в море: на некотором расстоянии от берега уже нельзя сказать, где речная вода, а где морская, — они перемешались!

Однако в той части, которая еще «не перемешалась», мы по-прежнему можем разделить систему на составляющие, то есть сказать: вот эта часть относится к первой подсистеме, а эта — ко второй. Такое состояние характерно для всех окружающих нас объектов (поскольку все они взаимодействуют между собой) и называется, как уже говорилось, смешанным запутанным состоянием.

Может возникнуть вопрос: если я не смотрю на Солнце, оно, что, перестает существовать?

Да, если никто-никто не будет «смотреть» на Солнце, и ни один объект вокруг (включая астероиды, другие звёзды, пыль, атомы и так далее) не будет с ним взаимодействовать и записывать в своей структуре информацию о нём, Солнце перестанет существовать как локальный классический объект и перейдет в чисто квантовое нелокальное состояние. Однако, поскольку наблюдающих подсистем вокруг великое множество, Солнце предстает перед нами как локальный, классический объект. Другие объекты внешнего мира уже осуществили декогеренцию и перевели объект под названием «Солнце» в локальное состояние. При этом каждый из объектов «видит» в другом лишь те компоненты волновой функции, взаимодействие с которыми было достаточным для определения их состояния, то есть для перевода этих компонент из суперпозиции в смесь.

Можно сказать, каждый из существующих объектов вносит свой вклад в формирование реальности. И если таких объектов достаточно много, реальность вокруг предстает как «объективная» и независящая от нас. В этом случае возникает иллюзия объективности мира и существования у него Истории, то есть последовательности независимых от наблюдателя событий, приведшей к настоящему состоянию. Разумеется, такая «объективность» возникает преимущественно в «плотных» пластах реальности, характеризуемых высокой энергией взаимодействий и низкой степенью запутанности, когда множество объектов уже осуществили декогеренцию исходной нелокальной структуры. А в целом можно сказать, что ни Истории, ни «объективного» (то есть не зависящего от нас) мира не существует.

Тут есть важный и тонкий момент. Как уже говорилось, уровень «классичности» объекта определяется записываемой в окружении информацией о его состоянии, получаемой в ходе взаимодействия. А количество этой информации, в свою очередь, напрямую зависит от силы взаимодействия: чем выше энергия взаимодействия, тем сильнее изменяется состояние окружения, тем больше в нём записывается информации об объекте.

Вспомним теперь, что любое материальное тело состоит из структур, сильно различающихся типичными энергиями взаимодействия. Ядра атомов характеризуются одним порядком энергии взаимодействия, химические связи — другим, возбуждения в электронном газе — третьим, межспиновое взаимодействие — четвертым. И так далее, то есть любой объект предстает как цепочка взаимодействующих квантовых полей, отличающихся энергией взаимодействия.

Таким образом, энергетический спектр системы можно разбить на участки, каждый из которых характеризуется собственной «силой» взаимодействия с окружением. Нетрудно сделать вывод, что та часть полей, которая наиболее сильно взаимодействует с окружением, переходит в проявленное, локальное, классическое состояние. А та часть полей, которая взаимодействует с окружением слабо, остается в нелокальном, суперпозиционном, запутанном состоянии. Точнее, в обоих случаях поля и соответствующие им частицы будут находиться в смешанном запутанном состоянии, только в первом случае степень запутанности будет много меньше, чем во втором.

Например, если мы сейчас смотрим на стену и фиксируем ее форму, цвет, материал и т. д., она предстает как классический объект. Но состояние поляризации атомов в стене мы не фиксируем, и соответствующая им «часть» полей стены продолжает находиться в нелокальном запутанном состоянии. То есть стена как бы присутствует сразу в двух ипостасях — и как локальный объект, находящийся перед нами, и как нелокальный, находящийся «везде и нигде».[65]

И если бы стена обладала развитым сознанием, она могла бы осуществить «восприятие мира» каждым участком цепочки присущих ей квантовых полей по отдельности, ведь любой из этих участков взаимодействует с окружением и получает информацию о нём своим уникальным образом. Среди них есть структуры с малой степенью квантовой запутанности, взаимодействующие с локальным классическим окружением, и таким образом записывающие в себе информацию о нём. И есть нелокальные квантовые структуры с высокой степенью запутанности, состояния которых коррелированно с состоянием соответствующего пространства событий.