То, что происходит в настоящем, может изменить прошлое

На квантовом уровне то, что мы делаем в настоящем, может повлиять на то, что происходит в прошлом. Это показано в эксперименте, известном как квантовый отложенный выбор, или квантовый эксперимент с ластиком.

Почему факторы, связанные с сознанием, напрямую переплетаются с физической материей на квантовом уровне? Что это означает, когда речь идет о нашем физическом материальном мире в связи с нашими мыслями, восприятием, чувствами и эмоциями?

Один из основоположников квантовой теории Макс Планк, которому часто приписывают создание квантовой теории - достижение, принесшее ему Нобелевскую премию по физике в 1918 году, - однажды сказал: "Я считаю сознание фундаментальным. Я считаю материю производной от сознания. Мы не можем обойтись без сознания. Все, о чем мы говорим, все, что мы считаем существующим, постулирует сознание".

Сегодня существует множество экспериментов в различных областях, которые показывают, что Планк был прав. Сознание фундаментально, и оно напрямую переплетено с тем, что мы называем физической материей. Вы не можете объяснить сознание в терминах существующих основ, таких как пространство, время, масса и заряд. В результате, логичнее всего было бы допустить, что само сознание является чем-то фундаментальным для существования реальности, чтобы рассматривать само сознание как одну из этих основ.

Классическим экспериментом, используемым для изучения роли сознания и его связи с материей, является квантовый эксперимент с двойной щелью.

Наблюдатели — могущественные игроки в квантовом мире. Согласно теории, частицы могут находиться в нескольких местах или состояниях одновременно — это называется суперпозицией. Но, как ни странно, только в том случае, когда они не наблюдаются. В тот момент, когда вы наблюдаете квантовую систему, она выбирает определенное место или состояние, тем самым разрушая суперпозицию.

Тот факт, что природа ведет себя таким образом, неоднократно доказывался в лаборатории — например, в знаменитом эксперименте с двумя щелями. Допустим, что вы пускаете электроны через две щели и смотрите, какая картинка будет на экране за ними. Думаю, многие согласятся с тем, что должно получиться как-то так:

Однако на деле получается... вот так:

Это так называемое явление корпускулярно-волнового дуализма, когда тот же электрон ведет себя и как частица, и как волна. А две волны в двух щелях, с одинаковыми максимумами и минимумами, создают красивую дифракционную картину:

Более того — дифракционная картина будет даже в том случае, если мы будем пускать электроны по одному, то есть каждый из них должен пройти через обе щели, но при этом на экране каждый из них оставит лишь один след.

Это кажется странным, ведь не может же одна частица быть в двух местах одновременно. Поэтому поставим рядом с одной из щелей детектор, и что же мы увидим? На экране будет всего две полосы как раз напротив щелей (первая картинка), то есть наше наблюдение за суперпозицией разрушает ее, и каждый электрон начинает проходить только через одну щель.

Про кота Шредингера знают даже далекие от науки люди: есть закрытая коробка с котом и механизмом, который убьет животное с вероятностью 50% за час. Поэтому до открытия коробки мы не знаем, жив в ней кот или нет — для нас он находится в суперпозиции, в состоянии «ни жив ни мертв».

В 1961 году физик Юджин Вигнер предложил усложненную версию эксперимента. Он ввел категорию «друзей». После завершения опыта экспериментатор открывает коробку и видит живого кота. Суперпозиция разрушается, так как он пронаблюдал состояние кота. Таким образом, в лаборатории кот признан живым.

За пределами лаборатории находится друг экспериментатора. Друг ещё не знает, жив кот или мёртв. Друг признает кота живым только тогда, когда экспериментатор сообщит ему исход эксперимента. И все остальные люди ещё не признали кота живым, и признают только тогда, когда им сообщат результат эксперимента. Таким образом, кота можно признать полностью живым (или полностью мёртвым) только тогда, когда все люди во Вселенной узнают результат эксперимента. До этого момента в масштабе Вселенной кот, согласно Вигнеру, остаётся живым и мёртвым одновременно.

Это представляет собой загадку. Реальность, воспринимаемая экспериментатором в лаборатории, не может быть согласована с реальностью снаружи. Первоначально Вигнер не считал это большим парадоксом: он утверждал, что было бы нелепо описывать сознательного наблюдателя как квантовый объект. Однако позже он отошел от этой точки зрения, и согласно учебникам по квантовой механике, в таком эксперименте нет противоречий.

Если это еще не достаточно изменяет ваше сознание, один физик, Джон Арчибальд Уилер, задумался над тем, что произойдет, если мы не будем вмешиваться в фотоны на их пути через щели? Что произойдет, если мы не будем устанавливать измерительный прибор, чтобы наблюдать, через какую щель проходит вещество, а вместо этого, что если за задней стенкой будут стоять детекторы? Один детектор направлен на каждую щель, и как раз перед тем, как частица, пройдя через щелевое устройство, приземляется на экран, детекторы отводятся в сторону. Когда никто не мог определить, через какую щель прошел фотон, наблюдалась волновая картина, но когда детекторы были на месте, волновой картины не было. Аналогично наблюдению за частицами до того, как они прошли через щель. Отсутствие наблюдения привело к интерференционной картине, а наблюдение сформировало картину одной линии, одной щели.

Если они коллапсируют в состояние частиц из волны в момент обнаружения, после того, как они прошли через щель, это означает, что даже если они прошли через щель без наблюдения и должны создать волновую (интерференционную) картину, сам акт наблюдения, тем не менее, мгновенно превращает их в частицы и коллапсирует волновую функцию.

В связи с этим возникает вопрос, как эти детекторы могут интерферировать с тем, что уже произошло? Это означало бы, что то, что произошло в настоящем, изменило прошлое. Сам акт обнаружения частиц после того, как они прошли через щель, определяет, как они прошли через щель - как волна или как частица. Как это возможно? Другими словами, то, что мы решили сделать в настоящем в отношении обнаружения крошечных частиц материи, изменило поведение крошечных частиц материи в прошлом, в данном случае то, как они прошли через двойную щель.

Как и квантовый эксперимент с двойной щелью, эксперимент с отложенным выбором/квантовым ластиком был продемонстрирован и повторен множество раз. Например, физики из Австралийского национального университета (ANU) провели мысленный эксперимент Джона Уилера с отложенным выбором, результаты которого были недавно опубликованы в журнале Nature Physics.

В 2007 году (Science 315, 966, 2007) ученые из Франции выстрелили фотонами в аппарат и показали, что их действия могут ретроактивно изменить то, что уже произошло.

"Если мы пытаемся приписать объективное значение квантовому состоянию отдельной системы, возникают любопытные парадоксы: квантовые эффекты имитируют не только мгновенное действие на расстоянии, но и, как мы видим здесь, влияние будущих действий на прошлые события, даже после того, как эти события были безвозвратно записаны".

Чтобы сделать эксперимент более понятным, Уилер использовал объяснение в космических масштабах. Представьте себе звезду, испустившую фотон миллиарды лет назад и направляющуюся в сторону планеты Земля. Между ними находится галактика. В результате так называемого "гравитационного линзирования" свету придется огибать галактику, чтобы достичь Земли, поэтому ему придется выбрать один из двух путей - налево или направо. Миллиарды лет спустя, если кто-то решит установить аппарат, чтобы "поймать" фотон, то в результате получится интерференционная картина, как объяснялось выше в эксперименте с двойной щелью. Это свидетельствует о том, что фотон прошел в одну сторону, а в другую - в другую. Волна" возможностей, но путь, по которому она прошла, не определен.

Можно также "подсмотреть" за входящим фотоном, установив телескоп на каждой стороне галактики, чтобы определить, с какой стороны прошел фотон, чтобы достичь Земли. Сам акт измерения или "наблюдения" за тем, с какой стороны приходит фотон, означает, что он может прийти только с одной стороны. Картина уже не будет интерференционной картиной, представляющей множество возможностей, а будет единой картиной сгустка, показывающей "один" путь.

Что это означает? Это значит, что то, как мы выбираем измерение "сейчас", влияет на то, какое направление принял фотон миллиарды лет назад. Наш выбор в настоящий момент влияет на то, что уже произошло в прошлом.

Я не могу перестать думать об этом и о том, что это может означать, и как факторы, связанные с сознанием, переплетаются с тем, что мы воспринимаем как нашу физическую реальность.

"В тот день, когда наука начнет изучать нефизические явления, за одно десятилетие она добьется большего прогресса, чем за все предыдущие века своего существования". - Никола Тесла

Почему все это важно? Потому что это один из многочисленных экспериментов, показывающих сильную связь между сознанием и физической материей. Что это означает в масштабах классической физики? Что это означает в отношении того, как мы думаем, чувствуем, воспринимаем? Что это значит, когда мы говорим о решениях проблем, с которыми сталкиваемся на нашей планете? Если человеческое сознание может быть настолько фундаментальным в отношении "создания нашей реальности", почему мы не говорим об этом больше? Какое влияние на человеческий опыт окажет изменение нашего взгляда на мир? Что произойдет, если мы начнем видеть вещи в другом свете?