» » » » » » Conștiința colapsează funcția de undă (Interpretarea Von Neumann–Wigner)

Conștiința colapsează funcția de undă (Interpretarea Von Neumann–Wigner)

Interpretarea von Neumann-Wigner, descrisă de asemenea drept „conștiința cauzează colapsul [funcției de undă]„, este o interpretare a mecanicii cuantice în care conștiința este postulată a fi necesară pentru finalizarea procesului de măsurare cuantică.

Observația în mecanica cuantică

În interpretarea ortodoxă de la Copenhaga, mecanica cuantică prezice doar probabilitățile pentru diferitele rezultate ale observațiilor pre-specificate. Ceea ce constituie un „observator” sau o „observație” nu este specificat direct de teorie, iar comportamentul unui sistem la observație este complet diferit de comportamentul său obișnuit: funcția de undă care descrie un sistem se extinde într-o suprapunere tot mai mare a diferitelor situații posibile. Cu toate acestea, în timpul observării, funcția de undă care descrie sistemul colapsează în una din mai multe opțiuni. Dacă nu există observație, acest colaps nu apare și niciuna dintre opțiuni nu devine mai puțin probabilă.

Se poate prezice folosind mecanica cuantică, în lipsa unui postulat al colapsului, că un observator observând o suprapunere cuantică se va transforma într-o suprapunere a diferiților observatori care văd lucruri diferite. Observatorul va avea o funcție de undă care descrie toate rezultatele posibile. Totuși, într-o experiență reală, un observator nu simte niciodată o suprapunere, dar întotdeauna simte că unul dintre rezultate a avut loc cu certitudine. Acest conflict aparent între descrierea unei funcții de undă și experiența clasică este numit problema de observație (a se vedea problema de măsurare).

Interpretarea

În cartea sa din 1932, Fundamentele matematice ale mecanicii cuantice, John von Neumann a susținut că matematica mecanicii cuantice permite ca colapsul funcției de undă să fie plasat în orice poziție din lanțul cauzal, de la dispozitivul de măsurare la „percepția subiectivă” a observator uman. În 1939, Fritz London și Edmond Bauer au susținut această ultimă limită (conștiința). În anii 1960, Eugene Wigner a reformulat experimentul de gândire al pisicii lui Schrödinger drept „prietenul lui Wigner” și a sugerat că conștiința unui observator este linia de demarcație care declanșează colapsul funcției de undă, independent de orice interpretare realistă. Mintea non-fizică este postulată a fi singurul aparat de măsurare adevărat. Rudolf Peierls a fost, de asemenea, un susținător al acestei interpretări.

Această interpretare a fost rezumată astfel:

”Regulile mecanicii cuantice sunt corecte, dar există un singur sistem care poate fi tratat în mecanica cuantică, și anume întreaga lume materială. Există observatori externi care nu pot fi tratați în mecanica cuantică, și anume mințile umane (și poate animale), care efectuează măsurători asupra creierului cauzând prăbușirea funcției de undă.”

Henry Stapp a susținut conceptul după cum urmează:

”Din punctul de vedere al matematicii teoriei cuantice, nu are sens să tratăm un dispozitiv de măsurare ca fiind intrinsec diferit de colecția de constituenți atomici care îl compun. Un dispozitiv este doar o altă parte a universului fizic … În plus, gândurile conștiente ale unui observator uman ar trebui să fie conectate cauzal direct și imediat la ceea ce se întâmplă în creierul său, nu la ceea ce se întâmplă la un anumit dispozitiv de măsurare. Trupurile și creierul nostru devin astfel … părți ale universului fizic descris de mecanica cuantică. Tratarea întregului univers fizic în acest mod unificat oferă o fundație teoretică simplă și logică, coerentă, conceptuală …”

Obiecții față de interpretare

Există și alte soluții posibile pentru experimentul „prietenului Wigner”, care nu necesită conștiința să fie diferită de alte procese fizice. Wigner și-a schimbat viziunea conform acelor interpretări (departe de „conștiința cauzează colapsul”) în ultimii săi ani. Aceasta a fost parțial pentru că era jenat de ideea că „conștiința cauzează prăbușirea” poate duce la un fel de solipsism, dar și pentru că a decis că a greșit să încerce să aplice fizica cuantică la scara vieții de zi cu zi (mai exact, ideea de a trata obiecte macroscopice ca sisteme izolate).

Pentru mulți oameni de știință această interpretare nu concurează cu alte interpretări ale mecanicii cuantice, deoarece „conștiința cauzează colapsul” se bazează pe o formă interacționistă de dualism care este incompatibilă cu materialismul presupus de mulți fizicieni. Cu toate acestea, problema de măsurare indică o închidere cauzală a fizicii, sugerând o problemă cu modul în care conștiința și materia ar putea interacționa, amintind de obiecțiile față de dualismul de substanță al lui Descartes.

”Singura formă de dualism interacționist care a părut chiar și de la distanță sustenabil în imaginea contemporană este cel care exploatează anumite proprietăți ale mecanicii cuantice. Există două moduri în care acest lucru se poate întâmpla. În primul rând, unii [de exemplu, Eccles în 1986] au apelat la existența indeterminării cuantice, și au sugerat că o conștiință nonfizica ar putea fi responsabilă pentru umplerea lacunelor cauzale rezultate, determinând ce valori ale unor mărimi fizice s-ar putea obține într-o distribuție aparent „probabilistă“ … Aceasta este o sugestie îndrăzneață și interesantă, dar are o serie de probleme … o a doua modalitate în care mecanica cuantică se sprijină pe problema închiderii cauzale este dată de faptul că, în unele interpretări ale formalismului cuantic, conștiința în sine joacă un rol cauzal vital, fiind necesară pentru a produce așa-numitul „colaps al funcției de undă”. Această colapsare se presupune că se produce la orice act de măsurare; și într-o interpretare, singura modalitate de a distinge o măsurătoare de onon-măsurătoare este prin prezența conștiinței. Această teorie nu este cu siguranță acceptată universal (pentru început, ea presupune că conștiința nu este ea însăși fizică, cu siguranță contrară opiniilor majorității fizicienilor) și nu o accept eu însumi, dar în orice caz pare că genul de acțiune cauzală pe care conștiința o realizează aici este destul de diferit de tipul conștiinței care joacă un rol în dirijarea comportamentului … în orice caz, toate versiunile dualismului interacționist au o problemă conceptuală, care sugerează că au mai puțin succes în evitarea epifenomenalismului decât ar putea părea; sau cel puțin nu sunt mai bune decît [dualismul naturalist]. Chiar și din aceste puncte de vedere, există un sens în care fenomenalismul este irelevant. Putem oricând să scădem componenta fenomenalistă din orice cont explicativ, obținând o componentă pur cauzală.”
– David Chalmers, „Ireducibilitatea conștiinței” în Mintea conștientă: în căutarea unei teorii fundamentale

Interpretarea a fost, de asemenea, criticată pentru că nu a explicat care lucruri au o conștiință suficientă pentru a colapsa funcția de undă. De asemenea, ea implică un rol important pentru mintea conștientă, și -a pus întrebarea cum ar putea fi situația universului anterior, înainte ca conștiința să fi evoluat sau să apară. S-a argumentat că „[conștiința cauzează colapsul] nu permite o discuție sensibilă a cosmologiei Big Bang sau a evoluției biologice”. De exemplu, Roger Penrose a remarcat: „Evoluția vieții conștiente pe această planetă se datorează mutațiilor corespunzătoare care au avut loc în diferite vremuri, acestea fiind, probabil, evenimente cuantice, astfel încât acestea ar exista doar în formă suprapusă liniar până când în cele din urmă a dus la evoluția unei ființe conștiente – a cărei existență depinde de toate mutațiile corecte care au avut loc „până acum”!”

Alții presupun în plus o minte universală (a se vedea și panpsihismul și panexperiențialismul). Pentru majoritatea fizicienilor, acest lucru doar împinge problema înapoi, unii văzând-o ca o mișcare fatală neparsimonioasă într-o competiție cu alte teorii.

Recent, s-a susținut că rezultatele experimentelor cu ștergerea întârziată a alegerii cuantice exclud această interpretare. Cu toate acestea, experimentul a fost, de asemenea, folosit pentru a argumenta susținerea acestei interpretări. Alți cercetători au exprimat obiecții similare cu introducerea oricărui element subiectiv în colapsarea funcției de undă.

Acceptarea

Un sondaj a fost efectuat la o conferință de mecanică cuantică în 2011, folosind 33 de participanți (inclusiv fizicieni, matematicieni și filosofi). Cercetătorii au constatat că 6% dintre participanți (2 din cei 33) au indicat că ei consideră că observatorul „joacă un rol fizic distinct (de exemplu, colapsul funcției de undă prin conștiință)”. Acest sondaj arată, de asemenea, că 55% (18 din cele 33) au indicat că ei cred că observatorul „joacă un rol fundamental în aplicarea formalismului, dar nu joacă un rol fizic deosebit”. Ei menționează, de asemenea, că „conturile populare au sugerat uneori că interpretarea de la Copenhaga atribuie un astfel de rol conștiinței. În opinia noastră, aceasta este o interpretare greșită a interpretării de la Copenhaga”.

Opinii ale pionierilor mecanicii cuantice

Mulți dintre pionierii teoriei mecanicii cuantice au susținut că oamenii pot interoga în mod efectiv natura prin interacțiunea cu ea și că mecanica cuantică nu este diferită de mecanica clasică. În plus, Werner Heisenberg a susținut că funcți de undă colapsează, „schimbarea discontinuă a funcției de probabilitate” are loc atunci când rezultatul unei măsurători este înregistrat în mintea unui observator. Totuși, acest lucru se datorează faptului că el a înțeles funcția de probabilitate ca un artefact al cunoașterii umane: el a susținut, de asemenea, că realitatea tranziției materiale de la „posibil” la „real” este independentă de minte. Albert Einstein, care credea în realism și nu a acceptat completitudinea teoretică a mecanicii cuantice, a apelat în mod similar la concepția pur epistemică a funcției de undă:

„[Am susținut] că se poate considera funcția psi [adică funcția de undă] doar ca o descriere incompleta a unei stări reale a lucrurilor, în care incompletența descrierii este forțată de faptul că observarea stării este capabilă să descopere doar o parte din situația reală factuală. Atunci, cel puțin, se poate evita concepția singulară că observația (concepută ca un act al conștiinței) influențează starea fizică reală a lucrurilor; schimbarea funcției psi prin observație nu corespunde, în esență, schimbării într-o situație reală de fapt, ci mai degrabă alterării în cunoașterea noastră a acestei situații de fapt”.

Heisenberg și Bohr descriu mecanica cuantică în termenii pozitivismului logic. Bohr a avut, de asemenea, un interes activ în implicațiile filosofice ale teoriilor cuantice, cum ar fi complementaritatea sa, de exemplu. El a crezut că teoria cuantică oferă o descriere completă a naturii, deși este pur și simplu nepotrivită pentru experiențele de zi cu zi – care sunt mai bine descrise de mecanica și probabilitatea clasică. Bohr nu a specificat niciodată o linie de delimitare deasupra căreia obiectele încetează să mai fie cuantice și devin clasice. El credea că nu era o chestiune de fizică, ci una de filosofie sau de conveniență.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *