Как нас обманывают органы чувств - Дональд Дэвид Хоффман

Но я буду неправ. Физики Адан Кабельо, Хосе М. Эстебаранц и Гильермо Гарсия-Алкайн сформулировали умный случай теоремы КС. В их примере квантовая теория предсказывает измеренное значение физической величины с уверенностью, «с вероятностью, равной единице». Но они доказывают, что это значение не может существовать независимо от измерения{163}. Это значит, что я могу быть уверен, какое значение я найду, и тем не менее это значение не является элементом объективной реальности. Уверенность в том, что вы увидите, не означает, что оно уже существует. Эйнштейн, Подольский и Розен просто ошибались, утверждая обратное.

Большинство из нас глубоко верят в физическую реальность, состоящую из объектов в пространстве-времени, которая существовала до жизни и наблюдателей; мы верим, что не нужны никакие наблюдатели, чтобы наделить любой объект координатами, спином или любым другим физическим параметром. Но по мере лучшего понимания и экспериментальных проверок выводов квантовой теории, это убеждение может выжить, только цепляясь за возможные дыры в экспериментах, и эти дыры закрываются. Например, эксперимент в Фермилаб[15] показывает, что нейтрино – субатомные частицы, почти не обладающие массой, – не имеют значений физического параметра лептонного аромата, пока не подвергнутся наблюдению{164}.

Некоторые физики делают вывод, что квантовая теория объясняет абсолютно новый взгляд на мир. Как говорит Карло Ровелли: «Я стараюсь не изменить квантовую механику, чтобы она согласовывалась с моим взглядом на мир, а изменить свой взгляд на мир, чтобы он согласовывался с квантовой механикой»{165}. Способ, которым Ровелли корректирует свое мировоззрение, – отвергнуть «представление об абсолютном, или независимом от наблюдателя, состоянии системы; а равно, представление о независимых от наблюдателя значений физических величин»{166}. Ровелли отрекается от неконтекстуального реализма.

Он объясняет почему: «Если разные наблюдатели дают разные сообщения об одной и той же последовательности событий, тогда каждое квантовомеханическое описание должно пониматься как связанное с конкретным наблюдателем. Таким образом, квантовомеханическое описание конкретной физической системы… невозможно принять за «абсолютное» (независимое от наблюдателя) описание реальности, а скорее за формализацию, или упорядочение, параметров системы относительно данного наблюдателя. В квантовой механике «состояние», так же как «значение переменной» – или «результат измерений» – понятия относительные»{167}.

Физик Крис Филдс отказывается от неконтекстуального реализма на другом основании. Он демонстрирует, что если ни один наблюдатель не видит всю реальность целиком и если на наблюдение затрачивается энергия, тогда неконтекстуальный реализм должен быть ошибочным{168}. Физики Крис Фукс, Дэвид Мермин и Рудигер Шак утверждают, что из квантовой теории следует, «что реальность отличается у разных агентов. Это не так странно, как может показаться. Что реально для одного агента, полностью опирается на опыт этого агента, а у разных агентов разный опыт»{169}. Они объясняют: «Измерение, как неудачно предполагает термин, не открывает уже существующее положение дел. Это действие над миром, совершаемое агентом, которое приводит к результату – новому опыту для этого агента. Лучшим термином стало бы «вмешательство»{170}.

В интерпретации квантовой теории Фукса, известной как квантовое байесианство (или кьюбизм), квантовые состояния описывают не объективный мир, а уверенность агентов в последствиях своих действий. Разные агенты могут иметь разную степень уверенности. Ни одно квантовое состояние не является универсально истинным. Каждое индивидуально. Мое квантовое состояние описывает, как формулирует Крис Фукс: «Последствия (для меня) моих действий над физической системой! Это все „Я, мне, моё”, как пели „Битлз”»{171}.

Это согласуется с интерфейсной теорией восприятия. Мое восприятие пространства-времени и объектов – интерфейс, сформированный естественным отбором не чтобы отображать реальность, а чтобы направлять мои действия с целью увеличить приспособленность. Мою приспособленность. То, что выгодно для меня, может навредить другому. Шоколадный батончик, повышающий мое здоровье, может убить моего кота. Естественный отбор формирует восприятие индивидуальным образом, чтобы сообщать мне последствия для меня моих действий над миром. Мир существует, даже когда я не смотрю: солипсизм ошибочен. Но мое восприятие, как наблюдения в квантовой теории, не отражает этот мир. Оно советует мне – неидеально, но достаточно хорошо – как действовать, чтобы быть приспособленным.

Квантовая теория и эволюционная биология в такой интерпретации вместе сплетают поразительно логичную историю. Квантовая теория объясняет, что измерения не отражают объективную истину, только последствия для агентов их действий. Эволюция говорит нам почему: естественный отбор формирует органы чувств так, чтобы показывать агентам последствия их действий для приспособленности. Нас удивляет, что измерения и восприятие настолько индивидуальны. Мы ожидаем, что они будут сообщать объективную и обезличенную истину, пусть даже не исключающую ошибки и частичную. Но когда два столпа науки соглашаются друг с другом и противоречат нашей интуиции, приходит время пересмотреть интуицию.

Это совпадение физики и эволюции не было очевидным. В 1987 году Уильям Бартли описывал конференцию, на которой физик Джон Уилер представил свое видение квантовой теории. Сэр Карл Поппер, известный философ науки, «повернулся к нему и тихо сказал: „Ваши слова противоречат биологии”. Это был драматический момент… А потом биологи… разразились восторженными аплодисментами. Как будто кто-то наконец сказал то, что они думали»{172}.

Бартли говорит нам, что думали биологи: «Чувственное восприятие или чувства сами по себе более-менее точные символические представления внешней реальности, сформированные путем взаимодействия между этой внешней реальностью и органами чувств. Человек видит внешнюю реальность более-менее точно»{173}. Это убеждение не удивительно. Эволюционная биология, как мы обсуждали, предполагает объективную реальность объектов, таких как ДНК и организмы. Не очевидно, что кислота универсального дарвинизма – в форме теоремы ППИ – растворяет это лишнее предположение и демонстрирует, что «более-менее точные символические представления внешней реальности» не бывают более приспособлены, чем представления, которые скрывают внешнюю реальность и кодируют выгоды приспособленности.

Что же такое предложил Уилер, что так прогневало биологов? Уилер заявил: «То, что мы называем «реальностью», хитроумная конструкция папье-маше из воображения и теории, втиснутая между несколькими железными столбами наблюдений»{174}. Согласно Уилеру, мы не пассивно наблюдаем предсуществующую объективную реальность, мы активно участвуем в создании реальности своими действиями наблюдения. «Квантовая механика свидетельствует, что не существует простого „наблюдателя (или регистратора) реальности”. Наблюдательное оборудование и регистрирующие устройства „участвуют в определении реальности”. В этом смысле Вселенная не сидит „где-то там”»{175}.

Уилер проиллюстрировал это своим экспериментом с отложенным выбором, вариацией известного двухщелевого эксперимента, впервые проведенного физиками Клинтоном Дэвиссоном и Лестером Джермером в 1927 году{176}. Вспомним, что в двухщелевом эксперименте фотонная пушка выстреливает по одному фотону в сторону фотографической пластины, которая записывает, куда попадает каждый фотон. Но между пушкой