Co wie Wigner, a co jego przyjaciel
W książce „The Case Against Reality” uczony tłumaczy:
„Interesuje mnie rozumienie ludzkich świadomych doświadczeń oraz ich związek z aktywnością naszych organizmów i mózgów w trakcie interakcji z otoczeniem. Dotyczy to również technicznych wyzwań związanych z budowaniem komputerowych modeli, które je naśladują. Dlatego pracuję nad stworzeniem modelu, który tłumaczy świadomość”.
Obecne podejścia naukowe zakładają, że istnieje wzór aktywności neuronów, który odpowiada doświadczeniom takim, jak np. smak orzecha lub wygląd koloru czerwonego. Ale, jak mówi Donald Hoffman, nie ma formalnych teorii, które by to wyjaśniały.
„Jako naukowiec przedstawiam teorię, a następnie próbuję wykazać, że teoria jest błędna, by sprawdzić jej zasadność”, pisze. „Ponieważ nie ma matematycznej teorii wyjaśniającej wzorzec aktywności neuronowej, tworzącej świadomość, może to oznaczać, że przyjmujemy fałszywe założenie”.
Zdaniem Donalda Hoffmana jest inaczej, niż sądzimy - to świadomość tworzy aktywność neuronową, a ludzie ewoluowali, sprawdzając, co jest potrzebne do przetrwania. Percepcja, jak mówi, stanowi interfejs użytkownika, ale niekoniecznie rzeczywistość (zdjęcie okładkowe).
Brak obiektywnej rzeczywistości wykazany eksperymentalnie
Jeśli twierdzenia prof. Hoffmana przenieść na pole kwantowe, to pojawiają się skojarzenia z tzw. problemem pomiaru. Z interpretacji mechaniki kwantowej dość wyraźnie wynika, że pomiar nie tyle wydobywa na jaw wartość danej cechy cząstki (np. jej pędu lub położenia), ile ją tworzy. To akt obserwacji i obserwator są czynnikami decydującymi, która z rozmaitych możliwych właściwości w superpozycji stanie się „rzeczywistością”. Wielu uczonych nie mogło się z tym pogodzić, w tym Albert Einstein, wierzący w istnienie obiektywnej rzeczywistości, niezależnej od tego, czy ktoś ją obserwuje czy nie. Natomiast superpozycja i brak obiektywnego świata doskonale zgadzają się z tezami prof. Hoffmana o konstruowaniu rzeczywistości przez człowieka.
Próbowano oczywiście wyjaśnić te zjawiska na inne sposoby, tworząc alternatywne „teorie ukrytych zmiennych” - zakładające, że układy mają dobrze określone właściwości, niezależne od obserwacji. Jednak żadne eksperymenty nie potwierdzają występowania „ukrytych zmiennych”.
W 1961 r. fizyk Eugene Wigner, laureat Nagrody Nobla, nakreślił eksperyment myślowy, w którym on i jego teoretyczny przyjaciel mogą doświadczyć jednocześnie dwóch różnych rzeczywistości. Od tego czasu fizycy używają eksperymentu myślowego „Przyjaciel Wignera” jako podstawę do dyskusji o pomiarze i obiektywnej rzeczywistości.
Pomysł Wignera był z zasady prosty. Jego eksperyment rozpoczyna się od pojedynczego spolaryzowanego fotonu, który po dokonaniu pomiaru może mieć polaryzację poziomą lub pionową. Przed pomiarem, zgodnie z prawami mechaniki kwantowej, foton istnieje w obu stanach polaryzacji w tym samym czasie, w superpozycji. Wigner wyobraził sobie następnie przyjaciela znajdującego się w innym laboratorium, mierzącego stan tego fotonu i przechowującego wynik, podczas gdy on sam obserwuje go z daleka.
Wigner nie ma żadnych informacji o wynikach pomiarów swojego przyjaciela i jest zmuszony założyć, że foton i jego pomiar znajdują się w stanie superpozycji możliwych wyników pomiaru. Wigner może nawet przeprowadzić eksperyment w celu ustalenia, czy taka superpozycja zachodzi, czy nie. Jest to rodzaj eksperymentu interferencyjnego pokazującego, że foton i jego pomiar rzeczywiście znajdują się w superpozycji. Z punktu widzenia Wignera „faktem” jest superpozycja. I ten fakt sugeruje, że pomiar nie nastąpił.
Ale to z kolei stoi w ostrym kontraście do punktu widzenia przyjaciela, który zmierzył i zarejestrował polaryzację fotonu. Przyjaciel może nawet zadzwonić do Wignera i powiedzieć, że pomiar został wykonany (pod warunkiem, że nie ujawni jego wyniku). Dwie rzeczywistości pozostają więc ze sobą w sprzeczności.
W ubiegłym roku fizycy zauważyli, że postępy w technologiach kwantowych umożliwiły odtworzenie testu „Przyjaciel Wignera” w prawdziwym eksperymencie, w którym możliwe byłoby stworzenie różnych rzeczywistości i sprawdzenie, czy naprawdę mogą występować równocześnie. Massimiliano Proietti z Uniwersytetu Heriot-Watt w Edynburgu i jego koledzy z zespołu poinformowali niedawno, że po raz pierwszy w historii przeprowadzili ów eksperyment - stworzyli różne rzeczywistości i je porównali.
Eksperyment został przeprowadzony wg pomysłu Caslava Bruknera z Uniwersytetu Wiedeńskiego w Austrii, który w ubiegłym roku wymyślił sposób wykorzystujący technikę splątania wielu cząstek jednocześnie. Proietti wraz kolegami przeprowadził badanie z użyciem sześciofotonowego układu. Eksperyment dał jednoznaczny wynik, zgodny z przewidywaniami Wignera. Okazuje się, że rzeczywistości mogą współistnieć, nawet jeśli przynoszą niedające się pogodzić wyniki. Jedna obiektywna rzeczywistość nie istnieje.
Oczywiście jest też wyjście dla tych, którzy trzymają się konwencjonalnego poglądu na świat. Gdzieś może przecież istnieć luka wywodzie, którą eksperymentatorzy przeoczyli. Fizycy od lat próbują tego rodzaju luki znaleźć i za pomocą doświadczeń je likwidować.
Luka ta może tkwić na poziomie znacznie bardziej podstawowym, czyli w logice.
- Metoda naukowa opiera się na faktach, ustalonych na podstawie powtarzanych wielokrotnie pomiarów, o wynikach uzgadnianych na poziomie uniwersalnym, tak aby były one zawsze takie same, niezależnie od tego, kto dokonuje obserwacji - podsumował swoje eksperymenty Proietti.
Trudno nie zauważyć, że tym samym wpadł w pułapkę, gdyż wynik jego eksperymentu mówi coś wręcz przeciwnego.
Każdy ma inne okulary
Tzw. racjonalny i „popularno-naukowy” sposób myślenia większości ludzi zakłada po prostu, że nasz rozum i zmysły dają nam dostęp do zewnętrznej rzeczywistości świata wokół nas i jest tylko jedno ograniczenie, któremu poddane są istoty ludzkie. Tym ograniczeniem nie jest nic innego, jak właśnie sama rzeczywistość. Patrząc z tej perspektywy, ludzie mogą używać narzędzi rozumu i nauki, by dowiadywać się coraz więcej i więcej, aż w końcu nie będzie już nic do odkrycia. To istota myślenia epoki oświecenia - przekonanie, że ludzki rozum i nauka mogą, co do zasady, uzyskać dostęp do całej obiektywnej rzeczywistości i ją zrozumieć.
Już jednak Immanuel Kant zauważył, że rzeczywistość poznajemy za pomocą zmysłów, a nasze pięć zmysłów to jedyne okulary, przez które jesteśmy w stanie ją postrzegać. Jeśli istnieją inne „okulary”, zmysły, techniki poznania, których nie mamy i o których nawet nie wiemy, że są możliwe, to prawdopodobnie da się przez nie widzieć elementy i aspekty świata, które pozostają poza naszym zasięgiem - czyli jednak nie widzimy „całej” rzeczywistości.
Argumenty, że nie ma owych innych „okularów” wydają się niezbyt poważne. Nawet przykłady z przyrody wyraźnie mówią, że są inne „zestawy zmysłów” niż ludzkie, którymi odbiera się rzeczywistość. Owady widzą w zakresie ultrafioletu, grzechotniki - podczerwieni (2), nietoperze słyszą ultradźwięki itd. Wersje rzeczywistości postrzegane przez te stworzenia znacznie różnią się od naszej. Trudno jednak znaleźć naukowe podstawy do twierdzenia, że to właśnie nasza wersja pozostaje tą jedynie prawdziwą i obiektywną, a reszta natury się myli.
Wielcy filozofowie kwestionujący „oczywistość” obiektywnej rzeczywistości, jak Platon czy Kant, skłaniali się do przekonania, że choć człowiek nie jest w stanie do niej dotrzeć, to ona gdzieś lub jakoś istnieje.
A co jeśli jej nie ma?
Mechanika kwantowa zdaje się do tego właśnie prowadzić - do stwierdzenia, że istnieje tylko taki świat, który odkryjemy za pomocą pomiaru, skonstruujemy i zarejestrujemy za pomocą zmysłów.
Mirosław Usidus
