 |
Астронет: А. Д. Линде Инфляция, квантовая космология и антропный принцип http://variable-stars.ru/db/msg/1181084/node10.html |
<< Проблема вычисления вероятностей|Оглавление|Почему математика столь эффективна? >>
Имеет ли значение сознание?
Хорошим началом для нашего краткого обсуждения роли сознания будет квантовая космология, теория, пытающаяся объединить космологию и квантовую механику.
Если квантовая механика работает везде и всегда, мы можем попытаться применить ее ко всей вселенной, чтобы получить ее волновую функцию, что дало бы возможность судить, какие события вероятны, а какие - нет. Однако, данный подход весьма часто приводит к парадоксам. К примеру, следствием уравнения Уилера - де Витта (DeWitt, 1967), которое есть просто уравнение Шредингера для волновой функции все вселенной, является то, что эта волновая функция не зависит от времени, так как полный гамильтониан вселенной. включающий гамильтониан гравитационного поля, тождественно равен нулю. Этот результат был получен в 1967 году Брюсом де Виттом (Bruce DeWitt). Потому описание вселенной с помощью ее волновой функции сталкивается с проблемой того, что вселенная как целое неизменна во времени.
Решение этого парадокса, предложенное Брюсом де Виттом, достаточно поучительно (DeWitt, 1967). Понятие эволюции неприменимо ко вселенной в целом, так как нет ни одного внешнего по отношению к ней наблюдателя, так же как нет часов, не принадлежащих ей. Более того, нас на самом деле интересует не то, почему вселенная в целом эволюционирует, мы просто пытаемся объяснить наши экспериментальные данные. Потому правильным вопросом будет: почему мы видим вселенную эволюционирующей именно так? Для того, чтобы на него ответить, надо сначала поделить вселенную на две главные части - наблюдателя с его часами и измерительными приборами и остальную вселенную. Тогда можно показать, что волновая функция всей остальной вселенной зависит от состояния часов наблюдателя, что есть от его "времени". Эта зависимость от времени в некотором смысле объективна: результаты, полученные различными (макроскопическими) наблюдателями, живущими в одном и том же квантовом состоянии вселенной и пользующимися достаточно хорошими (макроскопическими) приборами будут совпадать.
Как видно, без введения наблюдателя вселенная оказывается мертвой и не эволюционирующей со временем. Это показывает необычно важную роль, играемую понятием наблюдателя в квантовой космологии. Джон Уилер подчеркнул сложность ситуации, заменив слово наблюдатель на участник и введя понятие вселенной, наблюдающей саму себя.
Большую часть времени, обсуждая квантовую космологию, мы можем оставаться полностью в рамках чисто физических категорий, рассматривая наблюдателя просто как механизм и не задаваясь вопросом, есть ли у него сознание и чувствует ли он что-либо в процессе измерений. Это приближение вполне достаточно для многих практических задач, однако нельзя исключать возможности того, что последовательное избежание понятия сознания в квантовой космологии может привести к искусственному сужению области нашего рассмотрения.
Вспомним достаточно поучительный пример из истории науки. До формулировки общей теории относительности пространство, время и материя казались тремя различными фундаментальными сущностями.Пространство рассматривалось как нечто вроде трехмерной сетки координат, которую, при добавлении к ней часов, можно было использовать для описания движения тел. У пространства-времени не было внутренних степеней свободы, оно играло вспомогательную роль инструмента при описании реально существующего материального мира.
Общая теория относительности ознаменовала собой существенное изменение этой точки зрения. Пространство-время и материя оказались взаимозависимыми, более не возникал вопрос, что из них более фундаментально. У пространства-времени также были обнаружены внутренние степени свободы, связанные с возмущениями метрики - гравитационными волнами. Таким образом, пространство может существовать и меняться со временем даже при отсутствии электронов, протонов, излучения и так далее, то есть всего, что ранее называлось материей. Конечно, можно просто переопределить понятие материи, так как, в конце концов, гравитоны (кванты гравитационного поля) - такие же реальные частицы, как и все остальные, существующие в нашей вселенной. С другой стороны, введение гравитонов дает нам, в лучшем случае, лишь приближенное (основанное на теории возмущений) описание флуктуирующего пространства-времени. Ситуация тут совершенно противоположна бытовавшему ранее представлению о том, что пространство-время - лишь инструмент для описания материи.
Более современная тенденция, наконец, направлена на создание объединенной геометрической теории всех фундаментальных взаимодействий, включая и гравитацию. До конца 70-х годов прошлого века это казалось неосуществимым;были доказаны строгие теоремы насчет невозможности объединения пространственных симметрий со внутренними симметриями теории фундаментальных частиц. К счастью, эти теоремы удалось обойти после открытия суперсимметрии и супергравитации. В этих теориях материальные поля и пространство-время объединяются в едином понятии суперполя.
Давайте теперь вернемся к сознанию. Стандартное представление состоит в том, что сознание, как и пространство-время до введения ОТО, играет вторичную, вспомогательную роль, являясь просто функцией материи и средством описания реально существующего материального мира. Но давайте вспомним, что наше знание о мире начинается не с материи, но с ощущения. Я точно знаю, что моя боль существует, так же как и и мое "зеленое" или "приятное". Я не нуждаюсь ни в каких доказательствах их существования, так как они являются частью меня, все же остальное является просто теорией. Далее, мы обнаруживаем, что наши ощущения подчинены некоторым закономерностям, что наиболее просто истолковывается как существование за ними некой реальности. Далее эта модель мира, подчиняющегося законам физики, становится настолько успешной, что мы вскоре забываем об ее истоках и говорим, что единственной реальностью является материя, а ощущения - лишь полезный инструмент для ее описания. Это предположение так же естественно (и, быть может, так же неверно), как и предположение о том, что пространство - лишь математический инструмент описания материи. Мы заменяем реальность наших ощущений успешно работающей теорией независимо существующего материального мира. И эта теория настолько успешна, что мы практически не задумываемся над ее ограничениями.
Пользуясь аналогией с постепенным изменением концепции пространства-времени, осмелимся сформулировать несколько вопросов, на которые пока нет ответов (Linde, 1990a; Page, 2002):
Возможно ли, что сознание, подобно пространству-времени, имеет свои внутренние степени свободы, пренебрежение которыми ведет к фундаментально неполному описанию вселенной? Что, если наши ощущения так же реальны (или, быть может, даже более реальны), чем материальные объекты? Что, если мое красное и синее, моя боль - реально существующие объекты, а не просто отражения реального мира? Возможно ли ввести "пространство элементов сознания" и предположить, что сознание может существовать само по себе, даже при отсутствии материи, подобно гравитационным волнам, существующим при отсутствии протонов и электронов?
Заметим, что гравитационные волны обычно настолько слабы и так слабо взаимодействуют с веществом, что мы до сих пор их впрямую не обнаружили. Однако их существование предельно важно для самосогласованности нашей теории, как и для понимания некоторых астрофизических явлений. Не может ли оказаться, что сознание - настолько же важная часть согласованной картины нашего мира, несмотря на то, что до сих пор мы могли совершенно пренебрегать им при описании известных нам физических явлений? Не окажется ли при дальнейшем развитии науки, что они изучение вселенной и сознания неразрывно связаны, и существенный прогресс в одном направлении невозможен без прогресса в другом?Вместо дальнейшего обсуждения этих вопросов давайте вернемся на более твердую почву и рассмотрим следствия вечной инфляции и теории Мультимира, не зависящие от деталей их интерпретации. Для примера, рассмотрим два вопроса, долгое время считавшихся слишком запутанными и метафизическими. Как мы увидим, концепция Мультимира позволяет сформулировать возможные ответы на эти вопросы.
<< Проблема вычисления вероятностей|Оглавление|Почему математика столь эффективна? >>