Отец квантовой. Эрвин Шредингер – выдающийся физик, один из «отцов» квантовой механики

Способность человеческого сознания влиять на физическую реальность признана в разных областях. Например, эффективность лечения при помощи плацебо оказалась вызовом для современной общепринятой медицины.

Д-р Роберт Ян занимал должность декана на факультете инженерии Принстонского университета. В течение десятилетий он изучал влияние человеческой мысли на механические приборы. В своей книге «Границы реальности» он обсуждает вопросы, которые поднимались Максом Планком, Эрвином Шрёдингером и другими влиятельными учёными, ― вопросы человеческого сознания.

Ян, Планк и Шрёдингер - не единственные учёные, затрагивавшие вопрос о роли человеческого сознания в науке. Учёные должны решить загадку сознания, это станет огромным рывком вперёд. Вот взгляды на сознание восьми учёных.

1. Макс Планк, отец квантовой механики

Планк считается одним из основателей квантовой механики. В 1918 г. он получил Нобелевскую премию в области физики «в знак признания услуг, которые он оказал развитию физики своим открытием квантов энергии», говорится на сайте Нобелевской премии.

В «Исследовании физической теории» Планк писал: «Все идеи, которые мы формируем под воздействием внешнего мира, всего лишь отражение нашего собственного восприятия. Способны ли мы стать по-настоящему независимыми от нашего самосознания? Разве все так называемые законы природы не являются всего лишь удобными для нас правилами, созданными нашим восприятием?».

2. Эрвин Шрёдингер, лауреат Нобелевской премии по физике

Эрвин Шрёдингер ― физик и биолог-теоретик. Он получил Нобелевскую премию в области физики в 1933 г. «за открытие новых продуктивных форм атомной теории».

Шрёдингер говорил: «Сознание ― это вещь, позволившая миру материализоваться; мир состоит из элементов сознания».

3. Роберт Дж. Ян, декан инженерного факультета Принстонского университета

Профессор аэронавтики, декан школы инженерии и прикладных наук Принстонского университета, д-р Роберт Дж. Ян занимается изучением паранормальных явлений 30 лет.

В «Гранях реальности» Ян пишет, что изучение сознания может начаться с измерения сознания в статистической форме. Он проводил многие эксперименты, изучая способность разума влиять на приборы. Один из его экспериментов заключался в следующем.

Генератор случайных чисел создаёт биты, обозначающие 1 или 0. Участники эксперимента мысленно пытались повлиять на генератор. Если опыт показывал изменения в соответствии с намерением человека, это означало, что воля человека действительно влияет на машину. Таким образом, человеческое намерение обрело измеряемую бинарную форму. Проведя большое количество тестов, Ян получил результаты, на основании которых можно было сформировать надёжную статистику.

Однако он отмечает: «Поскольку любой статистический формат ― сам по себе является продуктом сознания, необходимо сформулировать и хорошо понять ограничения и точность статистической подборки».

4. Дэвид Челмерс, учёный-когнитивист и философ из Нью-Йоркского университета

Челмерс ― профессор философии и руководитель исследований сознания в Австралийском национальном университете и Нью-Йоркском университете.

Вначале этого года в TED Talk он заявил, что наука зашла в тупик в ходе изучения сознания, и чтобы сделать шаг вперёд, «могут потребоваться радикальные идеи». «Я считаю, что мы нуждаемся в одной или двух идеях, которые на первый взгляд будут выглядеть сумасшедшими».

В прошлом физика была вынуждена включить новые понятия, например, электромагнетизм, который нельзя было объяснить при помощи базовых принципов. Челмерс считает, что сознание может стать ещё одним таким новым компонентом.

«Физика на удивление абстрактна, ― говорит он. - Она описывает структуру реальности, используя множество уравнений, но они не объясняют реальность, скрывающуюся за ними». Он приводит вопрос, задаваемый Стивеном Хокингом: «Что наполняет жизнью уравнения?».

Может быть, именно сознание смогло бы наполнить жизнью уравнения, считает Челмерс. Уравнения не изменятся, но мы станем воспринимать их как средство для выражения потока сознания.

«Сознание не висит за пределами физического мира, как какое-то дополнение, оно находится в самом его центре», ― сказал он.

5. Имантс Барушс, психолог, член общества по исследованию сознания

Д-р Имантс Барушс ― профессор психологии из Университета Восточного Онтарио в Канаде, изучающий сознание. Помимо психологии, он изучал инженерию и получил степень магистра по математике.

На собрании, посвящённому открытию Общества исследования сознания в Калифорнийском институте интегральных исследований 31 мая, Барушс сделал доклад, в котором представил своё видение вопросов изучения сознания и объяснил, почему он поддерживает такие исследования.

Он подчёркнул важность такого рода исследований и даже изменения системы воззрений, заявив, что материалистская наука в чистом виде приводит к возникновению психологических проблем у молодёжи. Многие депрессивные подростки, которые причиняют себе вред, не имеют симптомов психиатрических заболеваний, пишет Барушс, приводя цитату из статьи TorontoStar «Психиатры говорят о росте самоубийств среди подростков». «Вместо этого они переживают кризис существования, они заполнены такими мыслями, как «Я опустошён», «Я не знаю, кто я», «У меня нет будущего», «Я не знаю, как справиться со своими отрицательными мыслями»».

Барушс пишет: «Научный материализм убеждает нас, что реальность ― это бессмысленное, случайное механистическое сочетание невероятных событий».

Он привёл некоторые примеры, которые уже поставили под сомнение материалистскую интерпретацию реальности: квантовые события не детерминированы; время больше не линейное, потому что следствие может предшествовать причине; частицы изменяют своё положение в зависимости от того, наблюдает ли кто-нибудь за ними или измеряет их.

В конце он добавляет: «Материализм не способен объяснить чувство существования, которое ощущают люди».

Учёный надеется, что Общество исследования сознания будет поддерживать открытое изучение. Все вместе учёные, заинтересованные этой темой, смогут найти финансирование и поддержать тех учёных, которые сталкиваются с негативной реакцией со стороны коллег или руководства.

6. Вильям Тиллер, профессор Стэндфордского университета

Тиллер - научный сотрудник Американской академии развития науки, профессор материаловедения в Стэндфордском университете.

Тиллер открыл новый вид материи в пустом пространстве между фундаментальными электрически заряженными частицами, которые образуют атомы и молекулы. Эта материя обычно невидима для нас и не фиксируется нашими измерительными приборами.

Он обнаружил, что человеческое намерение может влиять на эту материю, в результате чего она вступает в контакт с субстанциями, которые мы можем наблюдать или измерять.

Таким образом, сознание способно взаимодействовать с силами, которые в настоящее время невозможно измерить при помощи имеющихся приборов.

7. Бернард Бейтман, психиатр, Виргинский университет

Д-. Бейтман - приглашённый профессор в Виргинском университете, бывший председатель отделения психиатрии в Миссурийском университете. Он закончил Йельский медицинский институт, повышал свою квалификацию в области психиатрии в Стэнфорде.

В докладе 2011 г. Бейтман писал: «Одна из самых больших проблем в развитии новой дисциплины - то, что совпадения зависят от разума наблюдателя. Самый главный вопрос: как развить методы и технический язык, которые бы учитывали субъективный фактор».

8. Генри П Стапп, физик, специализирующийся в квантовой механике, Калифорнский университет в Беркли

Стапп ― физик-теоретик в Калифорнийском университете в Беркли, Калифорния, который работал совместно с некоторыми основателями квантовой механики.

В докладе под названием «Совместимость современной теории физики с выживанием личности» Стапп рассматривает, как разум может существовать независимо от мозга.

Учёные физически воздействуют на квантовые системы, когда выбирают, какое свойство изучать. Точно таким же образом наблюдатель может фиксировать выбранную им мозговую активность, которая в противном случае оказалась бы недолговечной. «Это свидетельствует о том,― говорит Стапп, ― что разум и мозг ― это не одно и то же».

С его точки зрения, учёные должны рассматривать «физический эффект сознания как проблему, которую нужно разрешить динамическими способами».

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик , уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Квантовая теория применяется в самых разных сферах - от мобильных телефонов до физики элементарных частиц, но во многом до сих пор остается загадкой для ученых. Ее появление стало революцией в науке, даже Альберт Эйнштейн сомневался в ней и спорил с Нильсом Бором практически всю жизнь. В издательстве Corpus выходит книга итальянского физика Карло Ровелли «Семь этюдов по физике» , которую перевели более чем на 40 языков и в которой он рассказывает, как в XX веке открытия в физике изменили наши знания о Вселенной. «Теории и практики» публикуют отрывок.

Обычно говорят, что квантовая механика родилась точно в 1900 году, фактически ознаменовав наступление века напряженной мысли. Немецкий физик Макс Планк вычислил электрическое поле в горячем ящике в состоянии теплового равновесия. Для этого он прибегнул к трюку: представил, будто энергия поля распределена по «квантам», то есть сосредоточена в пакетах, порциях. Это ухищрение привело к результату, который прекрасно воспроизвел измерения (а значит, обязательно в какой-то степени был правильным), но расходился со всем, что тогда было известно. Считалось, что энергия изменяется непрерывно, и не было причин обращаться с ней так, словно она сложена из небольших кирпичиков. Вообразить энергию составленной из ограниченных пакетов было для Планка своеобразной вычислительной уловкой, и он сам не понял до конца причину ее эффективности. И снова Эйнштейн пять лет спустя осознал, что «пакеты энергии» реальны.

Эйнштейн показал, что свет состоит из порций - частиц света. Сегодня мы называем их фотонами. […]

К работе Эйнштейна коллеги поначалу отнеслись как к неуклюжей пробе пера исключительно одаренного юноши. Именно за эту работу он впоследствии получил Нобелевскую премию. Если Планк - отец теории, то Эйнштейн - родитель, воспитавший ее.

Однако, как любое дитя, теория затем пошла своим собственным путем, не распознанным самим Эйнштейном. Только датчанин Нильс Бор во втором и третьем десятилетиях XX века положил начало ее развитию. Именно Бор понял, что энергия электронов в атомах может принимать лишь определенные значения, как энергия света, и, самое главное, что электроны способны только «перескакивать» между одной атомной орбитой и другой с фиксированными энергиями, испуская или поглощая фотон при скачке. Это знаменитые «квантовые скачки». И именно в институте Бора в Копенгагене самые блестящие молодые умы века собрались вместе, чтобы изучить эти загадочные особенности поведения в мире атомов, попытаться привнести в них порядок и построить непротиворечивую теорию. В 1925 году уравнения теории наконец появились, заменив собой всю механику Ньютона. […]

Первым, кто написал уравнения новой теории, основываяcь на невообразимых идеях, был молодой немецкий гений - Вернер Гейзенберг.

«Уравнения квантовой механики остаются загадочными. Поскольку описывают не то, что происходит с физической системой, а только как физическая система влияет на другую физическую систему»

Гейзенберг предположил, что электроны существуют не всегда . А только тогда, когда кто-то или что-то наблюдает за ними - или, лучше сказать, когда они взаимодействуют с чем-то еще. Они материализуются на месте, с вычислимой вероятностью, когда с чем-либо сталкиваются. Квантовые скачки с одной орбиты на другую - единственный способ быть «реальными» в их распоряжении: электрон есть набор скачков от одного взаимодействия до другого. Когда ничто его не тревожит, он не находится ни в каком конкретном месте. Он вообще не в «месте».

Словно Бог не изобразил реальность четко прочерченной линией, а лишь наметил ее еле видным пунктиром.

В квантовой механике ни один объект не имеет определенного положения, за исключением случаев, когда он сталкивается лоб в лоб с чем-то еще. Чтобы описать его посередине между одним взаимодействием и другим, мы используем отвлеченную математическую формулу, которая не существует в реальном пространстве, только в абстрактном математическом. Но есть кое-что и похуже: эти основанные на взаимодействии скачки, которыми каждый объект перемещается из одного места в другое, происходят не предсказуемым образом, а по большому счету случайным. Невозможно предсказать, где электрон появится вновь, можно лишь вычислить вероятность , с которой он возникнет здесь или там. Вопрос вероятности ведет в самое сердце физики, где все, как прежде казалось, регулируется строгими законами, универсальными и неотвратимыми.

Считаете это нелепостью? Так думал и Эйнштейн. С одной стороны, он выдвинул кандидатуру Гейзенберга на соискание Нобелевской премии, признавая, что тот понял о мире нечто принципиально важное, тогда как с другой - не упускал ни единого случая, чтобы поворчать о том, что в утверждениях Гейзенберга не слишком-то много смысла.

Молодые львы копенгагенской группы были растеряны: как это возможно, чтобы Эйнштейн так думал? Их духовный отец, человек, который первым явил отвагу мыслить непомыслимое, теперь отступил и боялся этого нового прыжка в неизвестное, прыжка, им же самим и вызванного. Тот же Эйнштейн, показавший, что время не универсально и пространство искривлено, теперь говорил, что мир не может быть настолько странным.

Бор терпеливо объяснял новые идеи Эйнштейну. Эйнштейн выдвигал возражения. Он придумывал мысленные эксперименты, чтобы показать противоречивость новых идей. «Представьте себе ящик, наполненный светом, из которого вылетает один фотон…» - так начинается один из его знаменитых примеров, мысленный эксперимент над ящиком со светом. В конце концов Бор всегда умудрялся найти ответ, который опровергал возражения Эйнштейна. Их диалог продолжался годами - в виде лекций, писем, статей… […] В конце концов Эйнштейн признал, что эта теория - гигантский шаг вперед в нашем понимании мира, но остался убежден, что все не может быть настолько странным, как предполагается ею, - что «за» этой теорией должно быть следующее, более разумное объяснение.

Век спустя мы все на том же месте. Уравнения квантовой механики и их следствия применяются ежедневно в самых разных областях - физиками, инженерами, химиками и биологами. Они играют чрезвычайно важную роль во всех современных технологиях. Без квантовой механики не было бы никаких транзисторов. И все же эти уравнения остаются загадочными. Поскольку описывают не то, что происходит с физической системой, а только как физическая система влияет на другую физическую систему. […]

Когда Эйнштейн умер, его главный соперник Бор нашел для него слова трогательного восхищения. Когда через несколько лет умер и Бор, кто-то сделал фотографию доски в его кабинете. На ней рисунок. Ящик со светом из мысленного эксперимента Эйнштейна. До самого конца - стремление спорить с самим собой, чтобы понять больше. И до последнего - сомнение.