Понятие квантового уровня: Как устроен квантовый мир — все самое интересное на ПостНауке

Квантовая психология: правда ли наш разум связан со Вселенной

29 мая 2021 Ликбез Жизнь

Сторонники этого направления считают, что квантовая механика поможет объяснить человеческое поведение. Но не всё так просто.

Эту статью также можно послушать. Если вам так удобнее, включайте подкаст:

Что такое квантовая психология

Теория квантовой психологии зародилась в 90‑е годы XX века. Её сторонники считают, что поведение людей необъяснимо с точки зрения классической науки: его невозможно предсказать и интерпретировать на основе лишь химических и физических реакций. Поэтому последователи направления предлагают применять в отношении человеческого разума принципы квантовой механики.

Своим появлением дисциплина обязана открытиям, значительно изменившим представления современной науки. Достижения в квантовой механике говорят о том, что мир гораздо сложнее, чем казалось раньше, а законы Вселенной, возможно, и вовсе непознаваемы.

Кошку Шрёдингера, которая одновременно жива и мертва, запутанные частицы, которые могут взаимодействовать друг с другом, находясь на разных краях Вселенной, и другие родственные им принципы квантовая психология распространяет на сознание человека, его мышление и процесс принятия решений. Она стала своеобразной попыткой примирить гуманитарные и естественные науки.

Сторонники этой дисциплины выделяют особую — квантовую — природу сознания. Основные принципы сформулировали американский анестезиолог Стюарт Хамерофф и английский физик‑математик Роджер Пенроуз в 1990‑х годах. Вместе они составили модель, согласно которой активность мозга — это квантовый процесс, порождающий сознание, которое, в свою очередь, имеет волновой характер.

Пенроуз и Хамерофф большое внимание уделяют особым микротрубочкам, находящимся в нейронах мозга, и считают, что именно в них происходят квантовые процессы, которые объясняют непредсказуемость человеческих мыслей.

В 2020 году Роджер Пенроуз получил Нобелевскую премию по физике за открытие того, что образование чёрных дыр доказывает общую теорию относительности.

Хамерофф и Пенроуз пришли к выводу, что сознание связано со всей Вселенной. Согласно их идеям, если волны разума и волны физического объекта совпадают, человек начинает думать об этом предмете. При этом изменение мыслей может менять и свойства объекта. Таким образом сознание якобы прямо влияет на окружающий мир.

Воззрения квантовых психологов резко контрастируют с принятыми ранее представлениями о том, что сознание и мышление — это физиологическо‑химические процессы.

Также Пенроуз пытался с помощью идеи квантового сознания доказать, что создать искусственный интеллект, аналогичный человеческому, невозможно.

Почему квантовая психология противоречива

Несмотря на её многолетнюю историю, споры вокруг академичности дисциплины ведутся до сих пор. Сами квантовые психологи создают вокруг себя имидж передовых деятелей науки, которых пытается притормозить консервативное профессорское сообщество. Возможно, многие из них в это верят.

Но не всё так однозначно.

Квантовая психология окружена мистическими представлениями

Положения квантовой механики, непонятной для абсолютного большинства людей, часто используют для обоснования мистики и эзотерики — того, что якобы невозможно объяснить с точки зрения разума. И получается, что квантовая психология граничит с экстрасенсорикой.

Подобные концепции возникали и раньше. В середине прошлого столетия существовала теория «биологической радиосвязи», согласно которой сознание работает с помощью радиоволн. Те, кто верил в существование телепатии, утверждали, что в разуме задействованы более тонкие излучения. Сегодня же наравне с квантовым сознанием обсуждают не менее лженаучное торсионное.

Под прикрытием дисциплин, маскирующихся под научное знание (например, «когнитивной психофизики»), продвигается вера в паранормальные явления, такие как трансперсональные переживания или лечение на расстоянии.

Узнайте больше 👁️‍🗨️🧠🧐

• Что такое биоэнергетика и можно ли «подправить биополе»
• Что такое трансперсональная психология и почему это обман

Другие псевдоучёные — например, сторонник альтернативной медицины Дипак Чопра — популяризируют идеи «квантового исцеления». Чопра пытается объяснить аюрведу — систему индийских народных методов лечения — в терминах квантовой механики.

Соединение квантовой механики и психологии похоже на аналогичные процессы, происходящие с синергетикой. Её принципы некоторые исследователи тоже пытаются применять в гуманитарных дисциплинах, порождая новую лженауку псевдосинергетику. Так было и с классической механикой, теориями Дарвина и Эйнштейна, а также кибернетикой.

Изучите вопрос ⚗️🧠

• Синергетика: правда ли существует закон, объясняющий всё на свете

Гипотезы Пенроуза и Хамероффа критикуются

Несмотря на большой вес в научной среде, Роджер Пенроуз, а также его коллега Стюарт Хамерофф не избежали критики своих гипотез в области психологии. Ряд химиков, физиков, математиков, нейроспециалистов и биологов считают, что доказательств квантовой природы сознания не существует. Доводы Пенроуза и Хамероффа о связи разума и объектов физического мира были опровергнуты многочисленными исследованиями.

Главная проблема концепции в том, что она не учитывает скоростей, на которых происходят квантовые процессы — около 10⁻¹³–10⁻²⁰ секунд. Нейроны мозга просто не способны их уловить. Например, возбуждение нервных клеток происходит намного медленнее и занимает около 10⁻¹–10⁻³ секунд.

Другая большая нестыковка в квантовой психологии появляется при рассмотрении самих квантовых процессов. Дело в том, что все их специфические черты (запутанность, взаимосвязанность, неопределённость и другие) сохраняются только в идеальных условиях: при низких температурах и отсутствии движения. Любое воздействие, например тепло или вибрация, возвращает квантовый процесс в законы классической механики. Это, кстати, одно из серьёзных препятствий на пути создания квантовых компьютеров. Поэтому очень маловероятно, что сознание с такими свойствами может существовать в тёплом человеческом мозгу, который к тому же постоянно двигается.

Тем не менее выходят новые исследования в области квантового сознания

Существует ряд научных изысканий, которые хоть и не обнаруживают мистических связей разума со Вселенной, но приходят к выводу, что квантовая теория способна в некоторой степени объяснить работу нашего сознания.

Начать придётся издалека. Так, возможно, квантовые процессы имеют место при фотосинтезе у растений. Другой пример — способность птиц ориентироваться в долгих перелётах по магнитному полю Земли. До конца не известно, как они это делают, но есть предположение, что это происходит благодаря квантовым эффектам. Некоторые недавние исследования привели к выводу, что люди тоже могут быть чувствительны к магнитному полю.

И это далеко не всё. Так, учёные из Китая заметили, что вещества с различными квантовыми характеристиками, например разным числом спина, неодинаково влияют на человеческое сознание. Подобные эксперименты 1980‑х годов с психотропным препаратом литием показали, что его разные составы влияют на родительское поведение крыс. То есть квантовые особенности употребляемых нами веществ могут влиять на работу мозга.

На основе этого американский физик Мэттью Фишер предположил, что в мозге могут присутствовать молекулы со спином, позволяющим им на квантовом уровне взаимодействовать с нейронами. Сам Фишер, правда, отметил, что его теория во многом умозрительна, поэтому требует дальнейших экспериментов.

Другое направление исследований предлагает использовать математический аппарат квантовой механики, чтобы понять, как мы принимаем решения.

Например, китайские учёные в работе, опубликованной журналом Nature Human Behavior, пришли к выводу, что логические ошибки в мышлении людей хорошо описываются формулами квантовой теории вероятностей. А сотрудники петербургского Университета ИТМО и специалисты из Великобритании и Японии в совместном исследовании вообще заявляют, что с помощью математического аппарата теории квантовой неопределённости можно описать непредсказуемость человеческого поведения.

То есть, если верить этим заключениям, сложные физические теоремы могут описать случайность наших поступков. При этом совсем необязательно, чтобы наш мозг работал по принципам квантовой механики.

Пока эти работы ещё должны пройти проверку научного сообщества. Но ни в одной из них не идёт речи о том, что разум связан со Вселенной или что сознание способно изменять реальность. Поэтому не позволяйте шарлатанам, использующим непонятную терминологию, обманывать вас.

Читайте также 🧠⚛️🔭

• 5 технологий, которые изменят мир в ближайшие 5 лет
• Я и моя тень: квантовая механика ставит под сомнение понятие личности
• ТЕСТ: Помните ли вы физику?
• Как отличить настоящую психологию от шарлатанства
• Вы Наполеон или Дон Кихот? Разбираемся, что такое соционика и работает ли она

В режиме наблюдателя: как квантовое мышление помогает отказаться от предубеждений

Понятие квантового мышления впервые использовал эксперт в области криптографии и компьютерный ученый Ник Сабо — как способность видеть проблему со всех сторон, одновременно соглашаться и не соглашаться с аргументами, держаться в мире вероятностей, а не нулей и единиц. Как квантовое мышление помогает избежать категоричности, туннельного зрения и принятия решений, основанных на когнитивных искажениях, рассказывает предприниматель и коуч PCC ICF Мария Фокина

Что такое квантовое мышление

Термин «квантовое мышление» привлек внимание после того, как Ник Сабо — эксперт в области криптографии и компьютерный ученый, назвал одним из главных секретов своего успешного  предпринимательства овладение таким видом мышления.

Сабо определил квантовое мышление как способность видеть проблему со всех сторон, а значит, придерживаться более одного мнения. Другими словами, выходить за рамки только истинного или ложного взгляда на мир, который, в свою очередь, становится все более изменчивым.

Каждый день новая информация проходит через фильтр индивидуальных предубеждений.

В большинстве случаев, если новые факты соответствуют восприятию мира отдельного человека, он сохраняет их, а если нет, скорее всего, отвергает. Поэтому, когда сталкиваемся с проблемой, редко думаем о том, чтобы посмотреть на нее с разных ракурсов.

Квантовое мышление бросает вызов такому отношению, потому что требует принятия всех мыслей и идей. В том числе и тех, которые могут не совпадать с нашими предвзятыми представлениями, но при этом также быть верны. Квантовая мысль требует, чтобы мы были нейтральными наблюдателями: одновременно соглашались и не соглашались с аргументами, держались в мире вероятностей, а не нулей и единиц. 

Материал по теме

Квантовое мышление и японский принцип «немаваси»

Принципы квантового мышления похожи на «немаваси» — один из принципов менеджмента в Японии.   О нем в своей книге «Дао Тойота» рассказал Джеффри Лайкер. Суть «немаваси» состоит в подготовке необходимой базы для принятия решений. Со стороны кажется, что на начальной стадии переговоров японцы будто отстраняются от обсуждений и ничего не предлагают. Но это не так. В Японии избегают споров и ценят вклад каждого в общий мыслительный процесс. Поэтому сначала знакомятся со всеми точками зрения, предложениями. И после того как услышат все возможные мнения, сравнивают их, комбинируют и формулируют свою позицию, предлагают эффективные идеи.

Таким образом, квантовое мышление помогает исследовать все стороны проблемы, позволяет нестандартно реагировать на любые перемены и тем самым находить потенциал даже в неопределенности. К слову, такой тип мышления эффективен не только при развитии бизнеса и принятии управленческих решений, но и в повседневной жизни.

Материал по теме

Почему мыслить квантово — полезно

Изобретатель и психолог Эдвард де Боно в своей книге «Я прав, вы заблуждаетесь»  рассказывает о слабости мышления, которое основано исключительно на логике: «люди склонны преувеличивать значение логических выводов, которые строятся на предположениях и определении их истинности или ложности.

Такой подход применим к ситуациям, в которых ничего кардинально нового или неожиданного, скорее всего, не случится». Привычное мышление приводит к дихотомии, в которой восприятие делится на правильное и неправильное. Но мир не черно-белый, он имеет разные оттенки. Поэтому с такими убеждениями сложно адаптироваться в стремительно меняющихся обстоятельствах и необходимо учиться мыслить по-другому.

Эдвард де Боно также говорит, что критическое мышление, которое признают наиболее эффективным, имеет свои недостатки. Например, когда мы мыслим критически, то зачастую уходим в крайности, превращаемся в адвокатов близких нам суждений. При этом редко видим необходимость в том, чтобы выслушать доводы других сторон, провести дополнительные исследования, увидеть альтернативные варианты и признать, что в сложном мире единственной и абсолютной истины не существует.

Наоборот, обычно игнорируем то, что может пошатнуть привычную картину, и стараемся найти один неверный аргумент и с его помощью разрушаем всю систему аргументов другой стороны. Тем самым доказываем, что верны исключительно наши суждения. Такой подход может привести к дополнительному негативизму и агрессии.

В квантовом мышлении поиск ошибок и истины уступает место исследованию. Такое мышление помогает избежать проблем категоричности, туннельного зрения и принятия решений, основанных на других когнитивных искажениях: обобщениях, обесценивании, катастрофизации,  иллюзиях перемен и контроля. 

Уровень тревожности еще больше усложняет процесс мышления и принятия решений. Исследования показывают, что состояние тревоги вызывает онемение нейронов в префронтальной коре головного мозга, которая, в свою очередь, отвечает за гибкость наших решений: участвует в взвешивании последствий, планировании и обработке мыслей. Это приводит к тому, что мы делаем неверные выводы и совершаем больше нерациональных поступков.

Квантовое мышление переводит человека в режим наблюдателя. Наблюдение помогает совладать со сложностью мира и понимания, что не существует абсолютно хорошего или плохого, существует только наше восприятие. И факт наблюдения, рассмотрения ситуации со всех сторон позволяет изменить эмоции, отношение и впоследствии восприятие.

Исследования показывают, что позиция наблюдателя помогает также снизить тревожность. Мысли о себе и о других людях обрабатываются в разных зонах головного мозга. Кроме этого, наблюдая, мы осознаем, откуда появляется беспокойство. Факт осознания позволяет уменьшить его влияние на поведение. Поэтому такая позиция позволяет создать своеобразный фильтр эмоций и в результате минимизировать влияние когнитивных искажений и стресса на принятие решения.

Квантовое мышление помогает быть более адаптивным, перестать сопротивляться и пытаться контролировать все события, которые ежедневно случаются. Оно позволяет в происходящем увидеть возможности.

При этом стоит помнить, что решение проблем — не в избавлении от рационального и критического мышления.  А в их интеграции в более широкую перспективу квантового мышления.

Материал по теме

Почему такое мышление называют квантовым

В начале прошлого столетия немецким физиком Максом Планком было введено понятие кванта — самой маленькой частицы, неделимой порции величины. Так появилась квантовая механики — «наука о неопределенности».

Квантовая механика представляет такое явление, как двойственность, и говорит: не существует ни частиц, ни волн, а есть только то, что обладает свойствами того и другого. На квантовом уровне результат измерения величин носят вероятностный характер. 

Частицы способны располагаться в разных точках пространства и состояниях одновременно. Такой феномен носит название суперпозиции. Также на состояние частицы влияет наличие наблюдающего. Этот парадокс называют «эффект наблюдателя», и он означает, что в зависимости от присутствия или отсутствия смотрящего электроны могут вести себя как частицы или волны.

Одним из примеров феномена  является двухщелевой эксперимент. Он показал, что до тех пор, пока исследователи не наблюдают, какую щель выбрал для прохождения электрон, он ведет себя как волна. Но стоит начать наблюдение — и электрон моментально становится твердой частицей.

Другой эксперимент носит название кошка Шредингера. Опыт является мысленным. Его суть в том, что в коробку помещают кошку, а рядом с ней ампулу с ядовитым газом. Распад атома влечет разрушение ампулы и смерть кошки. Если распада атома не происходит, то ампула остается целой, а кошка живой. Вероятность, что распад атома произойдет в течение часа, составляет 50%. В реальном мире существует однозначный ответ: животное или живет, или умирает. Но квантовый мир говорит, что не все так просто. Субатомные частицы существуют в двух разных состояниях и местах одновременно. Но как только мы откроем крышку и посмотрим внутрь — альтернатива исчезнет. Факт наблюдения определит окончательные результаты.

В квантовой физике огромное значение придается тому, что все мы оказываем влияние на мир. Поэтому каждый человек, каждая его мысль важна. Ведь все мы наблюдатели, а значит, взаимодействуем между собой, несем ответственность за изменения. Квантовое мышление сравнимо с феноменом «суперпозиции». Наблюдение и двойственность лежат в основе квантового мышления. Оно допускает любые вероятности, поэтому имеет такое определение.

Между тем квантовые принципы могут лежать не только в основе мышления. Некоторые ученые утверждают: они объясняют и то, как работает человеческое сознание.

Материал по теме

Взаимосвязь квантовых процессов и сознания

Физик Роджер Пенроуз предположил, что активность происходящих в мозге процессов является квантовой, и выдвинул гипотезу: квантовая наука наглядно демонстрирует, что такое человеческое сознание. Он объясняет эту концепцию в книге «Новый ум короля». Профессор Дирк Мейер поддерживает его гипотезы, утверждая, что сознание ведет себя как квантовая частица. 

Убеждения, а впоследствии и решения людей зачастую иррациональны. Бывает, что они не вписываются ни в какую логику. Тогда как квантовый уровень поведение человека может предсказать точнее. Так, китайские ученые в одном из исследований установили, что логические ошибки, которые допускают люди в процессе мышления, возможно описать с помощью формул квантовой теории вероятностей. А другое открытие демонстрирует, что математический аппарат квантовой неопределенности помогает объяснить непредсказуемость в человеческом поведении.

За последнее десятилетие дискуссии о роли, которую квантовая механика может играть в теории сознания, становятся все острее, и на сегодняшний день ученые не пришли к единому мнению. 

Как развивать квантовое мышление

Сабо дает такие рекомендации: перечисляйте аргументы так, как если бы каждый из них был истинным, даже если они и противоречат друг другу. Вы должны держать их в уме и допускать одновременно. Из этого следует, что если получается удерживать противоположные мысли и спокойно обдумывать их, значит, вы находитесь в позиции наблюдателя и начинаете мыслить квантово. Развивать наблюдателя помогают следующие шаги.

• Принимать любые события, эмоции и действия такими, какие они есть

Следует замечать, но не оценивать. Оценка и эмоциональная реакция на событие или идею сужают наш взгляд на нее. Поэтому необходимо забыть про осуждение, критику, навешивание ярлыков.

• Не впадать в крайности

К примеру, стоит исключить такие слова, как никогда, всегда. Необходимо осознать, что исключительно хорошего и плохого не существует, все зависит от отношения. Научиться видеть и хорошее и плохое помогает метод, который разработал Эдвард Де Боно. Он называется «плюс — минус — интересно». Метод позволяет обойти первоначальную реакцию на идею и заключается в том, чтобы описать хорошее, плохое и то, что является интересным, а значит, ни первым, ни вторым. 

• Выходить из ситуации, представлять, что вы зритель

Роль участника лишает объективности. Находясь внутри проблемы, мы занимаемся микроменеджментом и не видим различные варианты решения вопроса, все аспекты проблемы. А значит, не можем собрать все в цельную картинку и эффективно на нее повлиять. Взгляд со стороны помогает быть фактологичным, менять свое отношение к ситуации, а затем и саму ситуацию. Один из экспериментов профессора психологии Итана Кросса показал, что смотреть со стороны помогает ментальный прием, который заключается в замене всего одного слова «я» на «ты» или на собственное имя. Другое, более позднее исследование с фМРТ-сканированием, подтвердило этот факт и показало, что размышление от первого лица активирует области мозга, связанные с «негативными процессами самореференции», в то время как мысли о себе в третьем лице этого не делают. 

• Осознавать свои ощущения в теле, а также отслеживать проявление эмоций и мыслей в течение дня

Для осознания необходимо регулярно фиксировать состояние. Понимать, какие сейчас возникают ощущения: комфортные или нет, а также отслеживать причину, которая вызывает дискомфорт. Делать это помогают вопросы: что сейчас вижу, как это вижу, что понимаю про эту ситуацию. Но важно помнить, что этот процесс не рефлексия, а подведение итогов, которые позволяют наблюдать, делать выводы и в дальнейшем действовать.

• Отключать тотальный контроль

Невозможно контролировать все. Каждый день возникают события, на которые мы не можем повлиять, но зацикливаясь на этом, мы начинаем еще больше тревожиться. Отключить тотальный контроль не означает, что следует плыть по течению, а подразумевает первоочередную роль наблюдения. Мы сделали все, что в наших силах, рассмотрели ситуацию под разными ракурсами и действуем. Квантовое мышление помогает лучше адаптироваться в мире, который меняется с огромной скоростью. Оно позволяет видеть шире, находить эффективные решения и меньше переживать. 

Материал по теме

Квантовый уровень | Память Альфа

Множественные реальности
(охватывает информацию из нескольких альтернативных линий времени)

Квантовый уровень был термином, используемым для обозначения активности, происходящей в масштабе атомов или субатомных частиц. На квантовом уровне не было разницы между биологией и физикой. (DIS: «Контекст для королей») Области квантовой астрофизики, квантовой химии, квантовой динамики, квантовой инженерии, квантовой математики, квантовой механики, квантовой оптики, квантовой физики, квантовой теории (изучаемой квантовыми теоретиками), теории квантовой деформации, и теоретическая квантовая физика относятся к объектам в этой сфере.

Когда Локеш привязался к шифрованию центра управления Холодной станции 12, у него возникли трудности, так как на квантовом уровне было другое шифрование. (ЭНТ: «Холодная станция 12»)

Дейта сообщил вице-адмиралу Хафтелю, что существуют различия на квантовом уровне по сравнению с его нейронной сетью и сетью Лала. (ТНГ: «Потомство»)

После входа в искажение подпространства в 2367 году USS Enterprise -D испытал задержку колебаний на квантовом уровне, интенсивность которой удваивалась каждые 12,3 секунды. Биоклеточное разрушение было бы неизбежным, если бы они не вышли из подпространственного искажения. (ТНГ: «N-я степень»)

На квантовом уровне вся материя в данной вселенной резонирует с уникальной квантовой сигнатурой. В 2370 году, в квантовой реальности, где Райкер командовал Enterprise после того, как капитан Пикард был убит боргами, командир Дейта обнаружил с помощью субатомного анализа, что лейтенант Ворф имел другую подпись, предполагая, что он был из другой квантовой вселенной. (ТНГ: «Параллели»)

Когда Джадзия Дакс и Дерал работали над тем, чтобы планета Меридиан дольше оставалась в текущем измерении, они обнаружили, что термоядерные реагенты в звездном ядре вышли из равновесия. Этот дисбаланс приводил к каскадной реакции на квантовом уровне. (ДС9: “Меридиан”)

Когда старшие сотрудники Deep Space 9 оказались в ловушке голографической программы в голокомнате, Ром сказал Майклу Эддингтону, что нервная энергия должна храниться на квантовом уровне. Гололюкс не мог с этим справиться. (ДС9: «Наш человек Башир»)

Джулиан Башир сказал Джейку Сиско, что пептидные связи можно реконфигурировать на квантовом уровне. (ДС9: «Ни битва сильных»)

Б’Еланна Торрес сочла интересным и невероятным, что сканирование червоточины показало отсутствие колебаний квантового уровня. (ВОЙ: «Перемещено»)

В 2374 году недавно пробужденные психокинетические способности Кес позволили ей заглянуть за пределы субатомного. Тувок сказал ей, что за ним ничего нет, но она ответила, что есть, и что это прекрасно. (ВОЙ: «Подарок»)

См. также

• Квантовое поле
• Квантовая нить
• Квантовая флуктуация
• Квантовый поток
  • Квантовый регулятор потока
• Анализ на квантовом уровне
• Ингибитор квантовой фазы
• Квантовый резонанс
  • Заряд квантового резонанса
  • Генератор квантового резонанса
  • Квантово-резонансное сканирование
• Квантовая сингулярность
  • Вынужденная квантовая сингулярность
• Квантовое стазисное поле
• Quantum warp field

Внешние ссылки

• Quantum в Википедии
• Квантовая сфера в Википедии

Deutsch Français

Контент сообщества доступен по лицензии CC-BY-NC, если не указано иное.

Квантовое время. Что такое время?

Макса Планка иногда считают отцом квантовой теории

В первой половине 20 ^-го -го века была разработана совершенно новая теория физики, которая заменила все, что мы знаем о классической физике, и даже Теорию Относительности. который по-прежнему является классической моделью в глубине души. Квантовая теория или Квантовая механика в настоящее время признана наиболее правильной и точной моделью Вселенной, особенно в субатомных масштабах, хотя для больших объектов классическая ньютоновская и релятивистская физика работают адекватно.

Если концепции и предсказания теории относительности (см. раздел о релятивистском времени) часто считаются трудными и противоречащими интуиции, то многие из основных положений и следствий квантовой механики могут показаться абсолютно странными и непостижимыми, но неоднократно доказано, что они быть правдой, и теперь это одна из самых тщательно проверенных физических моделей всех времен.

Кванты

Одно из следствий квантовой механики состоит в том, что некоторые аспекты и свойства Вселенной квантуется , т.е. они состоят из дискретных, неделимых пакетов или квантов . Например, электроны, вращающиеся вокруг атома, находятся на определенных фиксированных орбитах и ​​не скользят ближе или дальше от ядра по мере изменения их энергетических уровней, а переходят из одного дискретного квантового состояния в другое. Даже свет, который, как мы знаем, является типом электромагнитного излучения, движущегося волнами, также состоит из квантов или частиц света, называемых фотонами , так что свет имеет аспекты как волн, так и частиц, и иногда он ведет себя как волна. а иногда вел себя как частица (дуальность волна-частица).

Тогда возникает очевидный вопрос: делится ли время на дискретные кванты? Согласно квантовой механике ответ кажется «нет», а время кажется на самом деле гладким и непрерывным (вопреки распространенному мнению, не все в квантовой теории квантуется). Были проведены тесты с использованием сложного оборудования для измерения времени и пульсирующих лазерных лучей для наблюдения за химическими изменениями, происходящими за очень малые доли секунды (вплоть до фемтосекунды, или 10  ⁻¹⁵  секунд), и на этом уровне время, безусловно, кажется гладким. и непрерывный. Однако, если время действительно квантовано, оно, вероятно, будет на уровне Планковское время (около 10 ^-43 секунд), наименьший возможный отрезок времени согласно теоретической физике и, вероятно, навсегда за пределами наших практических измерительных возможностей.

Следует отметить, что наши современные знания физики остаются неполными, и, согласно некоторым теориям, которые стремятся объединить квантовую механику и гравитацию в единую «теорию всего» (часто называемую квантовой гравитацией — см. ниже) , есть вероятность, что время действительно может быть квантовано. гипотетический хронон единица для предложенного дискретного кванта времени была предложена, хотя неясно, какой длины должен быть хронон.

Копенгагенская интерпретация

Один из основных постулатов квантовой теории состоит в том, что положение частицы описывается волновой функцией , которая обеспечивает вероятности нахождения частицы в любом числе различных мест, или суперпозиций . Только когда частица наблюдается, а волновая функция схлопывается , что частица окончательно находится в том или ином конкретном месте. Итак, в квантовой теории, в отличие от классической физики, есть разница между тем, что мы видим, и тем, что существует на самом деле. Фактически сам акт наблюдения влияет на наблюдаемую частицу.

Другим аспектом квантовой теории является принцип неопределенности , который гласит, что значения некоторых пар переменных (таких как положение частицы и ее скорость или импульс) не могут быть ОБЕ известны точно, так что более точно одна переменная известен, тем менее точно может быть известен другой. Это отражено в вероятностный подход квантовой механики, что-то очень чуждое детерминистской и определенной природе классической физики.

Этот взгляд на квантовую механику (развитый двумя основоположниками квантовой теории, Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом ) иногда называют Копенгагенской интерпретацией квантовой механики. Поскольку коллапс волновой функции нельзя отменить и поскольку вся информация, связанная с начальными возможными положениями частицы, содержащейся в волновой функции, по существу теряется, как только она наблюдается и коллапсирует, процесс считается необратимое во времени , что имеет отношение к так называемой «стреле времени», одностороннему направлению времени, которое мы наблюдаем в повседневной жизни (см. раздел «Стрела времени»).

Некоторые квантовые физики (например, Дон Пейдж и Уильям Вуттерс ) разработали теорию о том, что время на самом деле является эмерджентным явлением, возникающим в результате странной квантовой концепции, известной как запутанность , в которой различные квантовые частицы эффективно разделяют существование, даже если они физически разделены, так что квантовое состояние каждой частицы может быть описано только относительно других запутанных частиц. Теория даже недавно претендовала на экспериментальное подтверждение, основанное на экспериментах Екатерина Морева , которые показывают, что наблюдатели не замечают никаких изменений в квантовых частицах (т. е. враги времени не «появляются»), пока не запутаются с другой частицей.

Многомировая интерпретация

Копенгагенская интерпретация квантовой механики, упомянутая выше, не является единственным способом ее рассмотрения. Разочарованные очевидной неспособностью копенгагенской интерпретации решить такие вопросы, как то, что считается наблюдением и какова разделительная линия между микроскопическим квантовым миром и макроскопическим классическим миром, были предложены другие альтернативные точки зрения. Одна из ведущих альтернатив – многомировая интерпретация , впервые предложенная Хью Эвереттом III еще в конце 1950-х годов.

Согласно мнению многих миров, нет никакой разницы между частицей или системой до и после ее наблюдения, а также нет отдельного пути развития. По сути, сам наблюдатель представляет собой квантовую систему, которая взаимодействует с другими квантовыми системами, при этом в различных возможных вариантах видя, например, частицу или объект в разных положениях. Эти разные версии существуют одновременно в разных альтернативных или параллельных вселенных . Таким образом, каждый раз, когда квантовые системы взаимодействуют друг с другом, волновая функция не коллапсирует, а фактически расщепляется на альтернативные версии реальности, каждая из которых в равной степени реальна.

Преимущество этой точки зрения состоит в сохранении всей информации волновых функций, так что каждая отдельная вселенная является полностью детерминированной, и волновая функция может эволюционировать вперед и назад. Следовательно, согласно этой интерпретации, квантовая механика НЕ ​​является основной причиной стрелы времени.

Квантовая гравитация

Квантовая гравитация или квантовая теория гравитации относится к различным попыткам объединить две наши лучшие модели физики Вселенной, квантовую механику и общую теорию относительности, в работоспособное целое. Он описывает силу гравитации в соответствии с принципами квантовой механики и представляет собой важный шаг к святому Граалю физики, так называемой « теории всего ». Квантовая теория и теория относительности, благополучно сосуществуя во многих отношениях, кажутся принципиально несовместимыми в таких недоступных явлениях, как сингулярности в черных дырах и сам Большой взрыв, и многие считают, что некоторый синтез двух теорий необходим для получения реальное обращение к фундаментальной природе самого времени.

За прошедшие годы было предложено множество различных подходов к разгадке квантовой гравитации, от теории струн и теории суперструн до М-теории и теории бран , супергравитации , петлевой квантовой гравитации 7 и т. д. Это передний край современной физики, и если бы произошел прорыв, он, вероятно, был бы таким же революционным и разрушающим парадигму, каким была теория относительности в 1905 году, и мог бы полностью изменить наше понимание времени.

Любая теория квантовой гравитации должна иметь дело с присущими квантовой теории и теории относительности несовместимостями, не последней из которых является так называемая «проблема времени » — время понимается как имеющее другое значение в квантовой механике. и общая теория относительности. Это, пожалуй, лучше всего иллюстрируется уравнением Уилера-ДеВитта , разработанным Джоном Уилером и Брюсом ДеВиттом еще в 1970-х годах. Их попытка объединить теорию относительности и квантовую механику привела к тому, что время практически полностью исчезло из их уравнений, предполагая, что время вообще не существует и что на самом фундаментальном уровне Вселенная вневременна. В ответ на уравнение Уилера-ДеВитта некоторые пришли к выводу, что время — это своего рода фиктивная переменная в физике и что мы, возможно, путаем измерение различных физических переменных с реальным существованием того, что мы называем временем.

Воображаемое время

Пытаясь связать квантовую теорию поля со статистической механикой, физик-теоретик Стивен Хокинг ввел понятие, которое он назвал мнимое время . Хотя воображаемое время довольно трудно визуализировать, оно не является воображаемым в том смысле, что оно нереально или выдумано. Скорее, оно имеет такое же отношение к нормальному физическому времени, как шкала воображаемых чисел к действительным числам в комплексной плоскости, и, возможно, лучше всего может быть изображено как ось, идущая перпендикулярно оси обычного времени. Он позволяет смотреть на измерение времени так, как если бы оно было измерением пространства, так что по нему можно двигаться вперед и назад, точно так же, как можно двигаться вправо и влево или вверх и вниз в пространстве.

Несмотря на свою довольно абстрактную и противоречивую природу, польза мнимого времени заключается в его способности помочь математически сгладить гравитационных сингулярностей в моделях Вселенной. Обычно сингулярности (например, в центре черных дыр или в самом Большом взрыве) представляют проблему для физиков, потому что это области, где известные физические законы просто неприменимы.