Модели квантовой механики

Квантовая теория сама по себе ярко окрашивает картину вселенной и является в чем-то очень близкой парапсихологии. Действительно, принцип квантовой нелокальности мира, почти предполагает наличие пси-феноменов. До развития теории квантовой механики доминировала классическая физика. В ньютоновской космологии вселенная описывалась стоящей изолированно, частицы рассматривались локализовано. Объекты виделись как разделенные и автономные, взаимодействие их косвенно подразумевалось обменом сигналов, состоящих из материальных частиц или физических сил. С приходом квантовой механики, эта теория перестала быть доминирующей и никак не изменилась.

В квантовой теории собственные материальные частицы не являются специфически детерминированными, но только возможными. К примеру, спин протона может быть измерен вдоль любой произвольно выбранной оси А. Этот спин будет создаваться два раза: выше по направлению взгляда на ось - (А+) и ниже по направлению взгляда на ось - (А-). В квантовой механики описание положения частицы не детерминирует направление спина вдоль любой взятой оси, но рассматривается только возможность, что спин будет создаваться в обоих направлениях "сверху" и "снизу" относительно взгляда на взятую ось. Реально в квантовой механике протон не имеет никакого строго определенного спина до того, как произойдет его измерение. В точке наблюдения, вдоль произвольно выбранной оси протон получает определенный спин посредством процесса, названным коллапсом вектора положения. Природа этого процесса не достаточно полно и адекватно описана теорией квантовой механики, но превратилась во вдохновение интерпретаторов модели параллельных вселенных Эверетта, в которой постулируется, что все возможности могут быть реализованны. Если спин протона определен вдоль одной оси, этот спин вдоль любой другой оси не может быть детерминирован согласно квантово-механической теории и не может иметь никакой определенной величины до тех пор, пока не произойдет наблюдение. Эйнштейн, Подольский и Розен дискутировали о том, что квантовая механика плохо разработана именно в этом месте. Тем не менее, все они утвердились в одном, что частицы, определяемые как собственные, прежде любого опыта измерения и возможного описания их квантовой механикой являются просто незаконченным описанием реальности.

С серьезными аргументами против квантовой теории выступил Д.Белл [5]. С помощью математических уравнений он доказывал, что результат квантовых измерений детерминируется заданной локализацией частицы вне зависимости от положения в пространстве. Его выражение известно как выражение Белла, заключается в том, что все спины детерминированны локализацией частиц и не зависят от случайных (или не случайных) событий в отдаленных областях пространства и времени. Таким образом, его выражение, как никакое другое вступает в противоречие с предсказаниями квантовой теории для пси-феноменов. Позиция Белла также называлась "локальным реализмом", так как предполагала рассмотрение квантовых измерений, как детерминированных собственно пространственно-временной областью, в которой эти измерения проводились. Однако, экспериментальные исследования [36] показали, что результаты все же совместимы с квантовой механической теорией лучше, чем с теорией локального реализма, и выражение Белла для "подходящей ориентации спина" нарушается, и такое нарушение предсказывается самой квантовой механикой. Важная мысль, которую стоит взять из локального реализма, возможно, что частица в данный момент имеет некоторый "выбор" из возможных последующих ориентаций спина вдоль взятой оси и некоторым сигналам может "сообщить" какое из направлений спина будет выбрано до самого наблюдения. Однако, необходимо еще ждать работ физиков в этой области.

Некоторые ученые [30;38], высказали предположение о существовании "низшей причинности" для частиц атомов и молекул, заключающейся в том, что деятельность разума человека может влиять на их поведение. Принцип квантовой нелокальности, в целом, предполагает наличие таких "низших причинностей". Вмешательство экспериментатора в квантовомеханические исследования предполагает, что элементарные частицы совсем не кажутся существующими как локализованные объекты, если нет акта наблюдения. Но элементарные частицы всегда кажутся локализованными и существующими там, где наблюдаются; и они кажутся существующими как "волны вероятности" там, где не наблюдаются. Сигнал любой частицы, например, электрона о его существовании, который задан физическими свойствами, например, притяжение его к протону или отталкивание от электрона, также не кажется локализованным в пространстве, что означает нелокальную квантовую связь между разными областями пространства. В этой связи высказывается предположение, что, возможно, людей ошибочно рассматривать как совершенно разделенные существа. Пространственное и временное разделение людей может быть просто одним лишь аспектом высокого нелокального существования. Таинственное соединение между видимо изолированными элементарными частицами делает кажущуюся аномалию пси-взаимодействия более объяснимой.

Несколько теоретиков [13;21;28;46] объясняли пси-феномены посредством поведения нелокальных квантовых соединений, изменениями в парах или даже системах квантовых частиц. Они предполагали, что частицы в мозге человека "хранятся" с частицами других людей или объектов. Таким образом, нелокальные квантовые соединения могут являться посредниками для пси-взаимодействия (любого из феноменов экстрасенсорного восприятия или психокинеза). Однако здесь возникло несколько трудностей. Первая, может ли пара частиц (тем более система) сохранятся в квантовом когерентном положении внутри другого физического объекта в течении любого произвольного временного интервала. Вторая трудность, приходится объяснять способность человека или мозга следить и своевременно "запускать в дело" эти системы частиц, что может быть труднее, чем объяснить саму природу сил пси-феноменов. Третья трудность, никакое пси-сообщение не может быть послано без ортодоксальных, нелокальных квантовых соединений, а поведение пары или системы частиц в любом месте пространства случайно. Значит, есть только один путь: пси-сообщение может быть послано (или психокинетическое влияние оказано) при наличии в мозге в этот момент усиливающегося квантового коллапса в единственном желаемом направлении сигнала или влияния и в упорядоченной форме. Так как сами частицы и коллапсы векторов положения нелокальны, то и мозг или некоторая его функция тоже нелокальны по природе. В этом случае сознание оказывает направленное влияние на объекты лучше, чем не направленное, посредством частиц в мозгу, которые потом как-либо изменяются, попав в цель или оказав влияние.

Возможная роль сознания в усиливающемся коллапсе векторов положения (сознание изменяет вектор положения частицы и этот процесс возрастает по числу частиц в нем участвующих) исследовалась многими парапсихологами, предполагавшими, что человек-наблюдатель может изменять поведение квантово-механического генератора случайных чисел [22].

Здесь типична модель Шмидта [33;34] по итогам его экспериментальных исследований, в которых субъект, являясь пси-источником, пытается "склонить" квантово-механический генератор случайных чисел к выбору определенного числа. Квантовые процессы в мозге при таком психокинетическом влиянии воздействуют на квантовые процессы в генераторе. По его же модели, экстрасенсорное восприятие - обратный вариант к психокинезу - некоторый внешний пси-источник влияет на квантовые процессы в мозге человека (либо человек воспринимает квантовое влияние мозгом). Силу пси-источника можно численно выразить индексом Q, вычисляемом из эмпирической вероятности р' (удач) и q' (неудач) и теоретической вероятности р (удач) и q (неудач), с помощью выражения:

p'/q'=(p/q) Q (7)

По результатам эксперимента для испытуемого высчитывают его "субъективный пси-силовой коэффициент": Q=p'q/q'p.

Используя равенство: р'+q'=1; высчитывается для испытуемого прогнозируемая эмпирическая вероятность его удач в следующем эксперименте:

p'=pQ/(q+pQ) (8),

которая соответственно может быть больше, равна или меньше теоретической. Теория Шмидта предполагает, таким образом, точные предсказания успешных попыток для ситуаций, вовлекающих разную величину теоретической вероятности в разных сериях эксперимента.

В случаях когда есть N пси-источников с силовыми коэффициентами Q₁, Q₂... Q_n, которые совместно или последовательно пытаются вмешаться в результат квантового события, доли эмпирических вероятностей для успехов и ошибок (p' и q') могут быть получены через мультилавирующие доли теоретических вероятностей для успехов и удач (p и q) и получаемых в наблюдениях Q₁, Q₂... Q_n. Имеем следующее уравнение:

p'/q'=(p/q)(Q₁Q₂... Q_n) (9)

Отсюда видно, что если пси-источники слабы (все Q_i ~1; i=1... n), то и их совместный результат будет невелик. Однако если все Q_i хоть немного больше единицы, то их совместный результат должен быть намного сильнее, чем каждого источника в отдельности. В таком случае возможно провести эксперимент для проверки данной модели, отобрав группу более "сильных" пси-источников.

Также Шмидт постулировал, что пси-эффекты независимы в пространстве и времени, а человек может вмешаться в квантовый процесс даже после (или заранее) получения его результатов в экспериментальной серии. Отсюда никакое стабильное предсказание пси-эффектов не может быть сделано. Это положение самого автора как-то подрывает веру в его теорию. Однако и другие теоретики [48], постулируют такую независимость, видимо, из-за того, что получить экспериментальное воздействие на квантово-механический генератор случайных чисел значимо выше случайного уровня пока не удалось. Несколько идей, которые пытались решить данную проблему высказывались Хартвеллом [16]: он предположил, что пси-воздействие уменьшается с возрастанием количества испытуемых пытающихся воздействовать на результаты квантового процесса; Милларом [20]: он принимал, что только первый наблюдатель имеет некоторый эффект воздействия на квантовый процесс, а другие - нет. Однако результатов значимо выше случайных в экспериментах не получено. Также и сам Шмидт позднее [35] постулировал, что с увеличением порядка наблюдателей эффект пси-воздействия будет снижаться даже для одного испытуемого. В исследованиях Шмидта только один раз были показаны высокие результаты, когда он проводил экспериментальные серии на себе, однако результаты эти все считают сомнительными.

Заключение

Все рассмотренные выше модели нуждаются в экспериментальной проверке. Слабость экспериментальных результатов в парапсихологии может быть связана с тремя основными причинами:

1. неадекватная физическая модель процесса;

2. слабая разработка и постановка эксперимента исследователем в рамках его модели;

3. невозможность сознательного воспроизведения пси-эффектов испытуемыми в экспериментальных условиях, что говорит о бессознательной природе пси-феноменов.

Выведение бессознательных компонентов на уровень сознания - довольно трудоемкий процесс, но все же он регулярно происходит у некоторых людей способных оказывать пси-влияние (экстрасенсы, биоцелители, предсказатели и др.), у большинства людей такой процесс может быть редкостью, если он вообще происходит.

Более перспективно выглядят модели квантовой механики с принципом нелокализованности, которые способны дать материал для создания новой методологии исследования в парапсихологии и в других фундаментальных науках. Однако, и экспериментальная парадигма еще не исчерпала себя в данных исследованиях и дает материал для раскрытия физических основ и механизмов функционирования психики.

Литература

1. Дубров А.П., Пушкин В.Н. Парапсихология и современное естествознание. М.: Соваминко, 1989.

2. Кажинский Б.Б. Биологическая радиосвязь. Киев: украинская академия наук, 1962.

3. Ли А.Г. Классификация пси-феноменов. //М.: Парапсихология в СССР, 1992, N 5, 6.

4. Минковский Г. Пространство и время. Принцип относительности. М., 1935.

5 Bell J.S. On the Einstein-Podolsky-Rosen paradox.// Physics, 1, 1964, pp.195-200.

6. Bigu J. A biophisical approach to paranormal phenomena.// Brain/Mind and Parapsychology. N.Y.: Parapsychology Foundation, 1979, pp. 52-78.

7. Dobbs H. Time and extrasensory perception.// Proceedings of the Society for Physical Research, 1965, v. 54, pp. 249-361.

8. Dobbs H. The feasibility of a physical theory of ESP.// Science and ESP, N.Y.: Humanitied Press, 1967, pp. 225-254.

9. Dunne J. An Experiment with Time. N.Y.: Mac Millan, 1938.

10. Everett H. "Relative state" formulation of quantum mechanics.// Review of Modern Physics, 1957, v. 38, pp. 454-462.

11. Feynman R. The theory of positrons.// Phisics Review, 1949, v. 86, pp. 749-759.

12. Forwald H. Mind, Matter and Gravitation: A Theoretical and Experimental Study. N.Y.: Parapsychology Foundation, 1969.

13. Giraldini W. A physical theory for paranormal phenomena.// European J. of parapsychology, 6, 1986, pp.151-165.

14. Godel K. An example of a now type of cosmological solution of Einstein's field equations of gravitation.// Reviews of Modern Physics, 1949, v. 21, pp. 447-450.

15. Hammond A. A note on telepathie communication. Proceedings of the I.R.E., 1952, v. 40, pp. 605-612.

16. Hartwell J. A bound for the observation theories of psi.// European J. of Parapsycology,2,1977,pp.19-28..

17 Hasted J. The Metal-Benders. London: Routtenge & Kegan Paul, 1981.

18. Herbert N. Faster Than Light: Superluminal Loopholes in Physics, 1988, N.Y.: New American Library.

19. Koestler A. The Roots of Coincidence. N.Y.: Random House, 1972.

20. Millar B. The observational theories: A primer.// European J. of Parapsychological, 2, 1978, pp.304-332.

21.Nash C. Quantum physics and parapsychology.// Parapsychological Review, 15 (3), 1984, pp.4-9.

22.Nelson R.D. & Radin D.I. Statistically robust anomalous effect: Replication in random event generators [Summary].// Research in Parapsychology, 1988, pp.23-27.

23.Persinger M. Spoteneous telepathic experience from phantasms of the Living and low global geomagnetic activity.// J. of the American Society for Psychical Research, 1987, v. 81, pp. 23-36.

24. Rauscher E. Some physical models potentally applicable to remote perception.// The Icelandic Papers, 1979, v. 29, pp. 50-83.

25. Rauscher E. The physics of psi phenomena in space and time. Part I; II.// Psi Research, 1983, N 2, pp. 64-88; N 3, pp. 93-120.

26. Rhine L. Precognition and intervention.// J. of Parapsychology, 1955, v. 19, pp. 1- 34.

27. Roll W., Burdick D., Joines W. Radial and tangential forms in the Miami Poltergeist.// J. of the American Society for Psychical Research, 1973, v. 62, pp. 84-86.

28.Roll W.G. Psi and sistem theory.[Summary].// Research in Parapsychology, 1986, pp.126-132.

29. Ruderfer M. Comments on Chari's discussion of the neutrino theory of ESP.// J. of Parapsychology, 1974, v. 38, pp. 338-340.

30. Sarfatti J. The physical root of consciousness.// The Root of Consciousness, 1975, pp.279-293. N.Y.: Random House.

31. Schlitz M. & Gruber E. Transcontinental remote viewing.// J. of Parapsychology, 1980, v. 44, pp. 305-317.

32. Schmeidler G. Respice: adspice, prospice.// Proceedings of the Parapsychological Association, 1971, NC: Parapsychological Association pp. 117-143.

33. Schmidt H.A. A logically consistent model of a world whis psi interaction.// Quantum Physics and Parapsychology, 1975, pp.205-228. N.Y.: Parapsychology Foundation.

34. Schmidt H.A. Toward a mathematical theory of psi.// J.of the American Society for Psychical Research, v.69, 1975, pp.301-319.

35. Schmidt H.A. Comparison of a teleo logical with a quantum mechanical theory of psi.// J. of Parapsychology, v.48, 1984, pp.261-276.

36. Shimony A. Search for a worldview which can accomodate our knowledge of microphysics.// Philosophical Consequence of Quantum Theory: Reflection on Bell's Theorem. Notre Dame: University of Notre Dame Press,1989, pp.25-37.

37. Smythies J. Comments on the "Psychic Fifth Dimension".// J. of the American Society for Psychical Research, 1954, v. 48, pp. 108-112.

38. Stapp H.P. Are Superluminal Connections Necessary. Lawrence Berkeley Laboratory Report,1976.

39. Stokes D. Review of the Metal-Benders by John Hasted.// J. of the American Society for Psychical Research, 1982, v. 76, pp. 56-67.

40. Stokes D. Theoretical parapsychology Advances in Parapsichological Research. NC: McFarland, 1987, N 5, pp. 177-189.

41. Targ R., Puthoff H. Mind Reach: Scientists Look on Psychic Ability. N.Y.: Delacorte Press, 1977.

42. Targ R., Puthoff H. & May E. Direct perception of remote geographical location. Mind at Large, N.Y.: Praeger, 1979.

43. Taylor J. Superminds: A Scientist Looks at the Geller Metal-Bending Phenomena and the Paranormal. N.Y.: Warner Books, 1975.

44. Tipler F. Rotating cylinders and the possibility of global causality violation.// Physical Review, 1974, N 90, pp. 220-221.

45. Toben B. & Wolf F. Space-Time and beyond: Toward an Explanation of the Unexplainable. N.Y.: Dutton, 1982.

46. Villars C. Nonlocality and ESP.// J.of the Society for Psycical Research, v.52, 1986, pp.189-195.

47. Walker E. Review of Mind at Large.// J. of Parapsychology, 1981, v. 45, pp. 241-297.

48. Walker E. A review of criticisms of the quantum mechanical theory of psi phenomena.// J. of Parapsychology, 1984, v. 48, pp. 277-332.

49. Wheeler J. Geometrodynamic. N.Y.: Academic Press, 1962.