plik

��S�awomir Leciejewski PROBLEM RWIADOMORCI W WYBRANYCH INTERPRETACJACH MECHANIKI KWANTOWEJ I KOSMOLOGII Donios�� w�asnoSci� teorii kwant�w jest to, i� istnieje wiele r��nych jej interpretacji. Zwykle posiadaj� one odmienne od pozosta�ych konsek- wencje natury ontologicznej. Prowadzi to cz�sto do ich wzajemnej sprzecz- noSci w sensie filozoficznym. Jest to o tyle dziwne, �e wszystkie one w spos�b prawid�owy wyjaSniaj� znane dot�d zjawiska kwantowomecha- niczne. Niekt�re interpretacje mechaniki kwantowej (np. kopenhaska1, 1 Zasadnicze idee interpretacji kopenhaskiej (Bohra, Heisenberga, Borna) sprowa- dzaj� si� do nast�puj�cych twierdze�: A. Kwantowy, indeterministyczny opis mikroSwiata jest opisem ostatecznym. Nie nale- �y poszukiwa� innych teorii usi�uj�cych wyjaSni� indeterminizm i nieci�g�oS� obecnej teorii kwant�w przez odwo�anie si� do jeszcze nieznanych deterministycznych i ci�g�ych zjawisk bardziej podstawowych ni� zjawiska dziS znane (tj. do tzw. hipotezy paramet- r�w ukrytych). B. Nast�pstwem indeterminizmu mechaniki kwantowej jest fakt, �e zwyk�a, dwuwar- toSciowa logika nie nadaje si� do opisu sytuacji kwantowomechanicznych. Mamy tu bo- wiem do czynienia z prawdopodobie�stwami, a wi�c wszystkie wartoSci logiczne po- mi�dzy zerem (tzn. fa�szem) a jedynk� (tzn. prawd�) s� dopuszczone. Wewn�trzn� logik� mechaniki kwantowej jest logika wielowartoSciowa. C. Wiadomo, �e j�zyk potoczny oparty jest na logice dwuwartoSciowej. J�zyk fizyki kla- sycznej stanowi tylko stylizacj� j�zyka potocznego, a wi�c jego logik� jest r�wnie� logika dwuwartoSciowa. O rzeczywistoSci kwantowej i o doSwiadczeniach z zakresu mikro- Swiata jesteSmy zmuszeni m�wi� j�zykiem potocznym lub co najwy�ej j�zykiem fizyki klasycznej: usi�ujemy zatem wielowartoSciow� logik� mechaniki kwantowej wyrazi� za pomoc� dwuwartoSciowej logiki j�zyka potocznego lub j�zyka fizyki klasycznej. J�zyk, jakim jesteSmy zmuszeni si� pos�ugiwa�, jest nieadekwatny w stosunku do rze- czywistoSci , o kt�rej chcemy m�wi�. W tym w�aSnie tkwi xr�d�o paradoks�w me- chaniki kwantowej. (Poj�cie prawdopodobie�stwa domaga si� istnienia zewn�trznego obserwatora, kt�ry pos�uguje si� klasycznymi poj�ciami). 182 S�awomir Leciejewski Bohma2, statystyczna3, �urka4) usi�uj� odpowiedzie� na pytanie, w ja- ki spos�b j�zyk mechaniki kwantowej nale�y przet�umaczy� na j�zyk fizyki makroskopowej (tak�e na j�zyk potoczny). JeSli zaS takiej inter- pretacji nada� sens filozoficzny, jest to pr�ba odpowiedzi na pytanie o ontologi� Swiata, kt�ra zwykle poci�ga za sob� konsekwencje natury D. Fakt, �e j�zyk wewn�trzny mechaniki kwantowej jest j�zykiem probabilistycznym, odzwierciedla wzajemne oddzia�ywanie pomi�dzy podmiotem badaj�cym a rzeczywis- toSci� badan�. Dlatego w�aSnie nie mo�emy opisa� jednoznacznie tego, co dzieje si� w uk�adzie kwantowomechanicznym mi�dzy jednym a drugim aktem pomiaru i dlate- go to, co zachodzi w akcie pomiaru, zale�y od naszego sposobu obserwacji albo nawet od samego aktu obserwacji. 2 Interpretacja Bohma opiera si� na dw�ch hipotezach (w�aSciwie o charakterze kosmologicznym): A. Hipoteza jakoSciowej niesko�czonoSci przyrody. W przyrodzie mo�na wyr��ni� nie- sko�czenie wiele poziom�w : poziom mega (kosmologiczny), makro (klasyczny), mi- kro (kwantowy), subkwantowy, sub-subkwantowy itd., przy czym nie istnieje poziom podstawowy, najbardziej fundamentalny. B. Hipoteza wzgl�dnej autonomii i wzajemnej zale�noSci poziom�w. Mimo wzgl�dnej autonomii poziom�w istniej� pomi�dzy nimi przejScia i wzajemne oddzia�ywania, np. makroskopowo obserwowalne ruchy Browna s� wynikiem oddzia�ywa� z poziomu molekularnego. Indeterminizm nie jest cech� przyrody, lecz powstaje w mechanice kwantowej przez nieuwzgl�dnianie w niej oddzia�ywa� z nieznanym dotychczas poziomem sub- kwantowym. Jest to wi�c odmiana hipotezy parametr�w ukrytych. 3 Interpretacja statystyczna (zespo�owa B�ochincewa) m�wi, �e stan cz�stki sam przez si� nie jest charakteryzowany w mechanice kwantowej, jest on scharakteryzowany przez przynale�noS� cz�stki do takiego lub innego zespo�u statystycznego. Przynale�noS� ta ma charakter ca�kowicie obiektywny i nie zale�y od obserwatora. Zatem prawdopodo- bie�stwa, jakimi operuje mechanika kwantowa, odnosz� si� nie do pojedynczych cz�stek, lecz do ich zespo��w. Nawet jeSli mechanika kwantowa m�wi o indywidualnym uk�a- dzie kwantowomechanicznym (cz�stce), zawsze traktuje dany uk�ad jako przejawiaj�cy si� w zbiorze uk�ad�w. PodejScie takie jest wyraxnie motywowane klasycznym rozumieniem praw- dopodobie�stwa jako wielkoSci nieodnosz�cej si� do pojedynczych element�w lub zda- rze�, lecz zdefiniowanych na ich zbiorach. 4 Prace Wojciecha �urka dotycz� mi�dzy innymi pewnego aspektu rzeczywistoSci kwantowej, zwanego dekoherencj� . Jest to efekt zwi�zany z iloSci� informacji o uk�a- dzie kwantowym, jak� znamy, oraz z iloSci� informacji, jaka by�aby konieczna, aby ca�kowicie opisa� stan kwantowy danego uk�adu. Zwolennicy tej koncepcji s�dz�, �e pomijanie du�ej liczby stopni swobody (posia- danie ograniczonej informacji o uk�adzie) powoduje, i� uk�ad zachowuje si� jak obiekt klasyczny, a nie kwantowy. Interpretacja ta sugeruje, �e gdybySmy potrafili zaprojekto- wa� eksperyment, w kt�rym zosta�yby zmierzone wszystkie parametry okreSlaj�ce uk�ad, to okaza�oby si�, �e zachowuje si� on stricte kwantowo i istnieje jako kombinacja wszystkich mo�liwych swoich stan�w. To nasza niewiedza powoduje, �e przedmioty zachowuj� si� klasycznie, a zakres naszej niewiedzy jest wi�kszy dla wi�kszych obiekt�w z�o�onych z wi�kszej liczby obiekt�w kwantowych. Dla niekt�rych stanowi to wskaz�wk�, �e dekoherencja �urka jest dobrym wyt�umaczeniem faktu, i� WszechSwiat jako ca�oS� zachowuje si� tak, jak- by by� uk�adem klasycznym. Problem SwiadomoSci... 183 kosmologicznej, determinuje wyb�r konkretnego modelu kosmolo- gicznego. W niniejszym artykule spr�buj� om�wi� dwie interpretacje mecha- niki kwantowej (von Neumanna i Jacyny-Onyszkiewicza), w kt�rych najbardziej uwidacznia si� problem SwiadomoSci i jej rola w procesie pomiaru kwantowomechanicznego. Wska�� tak�e na kosmologiczne konsekwencje tych interpretacji oraz rol� SwiadomoSci we (wsp��)two- rzeniu WszechSwiata przez podmiot poznaj�cy. Konsekwencje pomiaru w mechanice kwantowej W Swietle wsp��czesnych eksperyment�w fizycznych, przeprowadza- nych na mikroobiektach, realne istnienie materii nie jest oczywiste5. Stwierdzono za pomoc� metod stosowanych w fizyce doSwiadczalnej, �e Swiat sk�ada si� z cz�stek elementarnych, kt�re zachowuj� si� jak konkretne obiekty o dobrze okreSlonych w�aSciwoSciach tylko wtedy, gdy s� rejestrowane przez aparatur� pomiarow� zdoln� do ich wy- krywania. JeSli jednak nie s� obserwowane i rejestrowane, tzn. gdy s� w drodze , maj� bardzo specyficzny spos�b istnienia, nieznany w Swie- cie makroskopowym. S� wtedy tylko zbiorami, a SciSlej: liniowymi su- perpozycjami potencjalnych mo�liwoSci stan�w do zaistnienia w mo- mencie pomiaru, kt�ry wybiera jedn� z mo�liwoSci i rejestruje j� w aparaturze pomiarowej. Formalizm matematyczny, zwany teori� kwant�w, pozwala na pre- cyzyjny opis takiego sposobu istnienia mikroobiekt�w. PoprawnoS� tego formalizmu by�a wielokrotnie potwierdzana z ogromn� dok�ad- noSci� w licznych eksperymentach. Teoria kwant�w nie opisuje jednak przemieszczania si� mikroobiekt�w w czasoprzestrzeni, lecz ewolucj� w czasoprzestrzeni potencjalnych mo�liwoSci prowadz�cych do takie- go czy innego zachowania si� mikroobiektu w akcie pomiaru. W mo- mencie pomiaru nast�puje nag�e i bezprzyczynowe przejScie od tego, co mo�liwe, do tego, co rzeczywiste. Z superpozycji mo�liwoSci zostaje wybrana i zrealizowana tylko jedna dokonuje si� skokowa redukcja superpozycji mo�liwoSci. R�wnania teorii kwant�w, opisuj�ce ewolucj� mo�liwoSci, maj� tak� w�aSciwoS�, �e je�eli ka�dy element danego zbioru stan�w spe�nia 5 Zagadnienia tej cz�Sci omawiam w oparciu o: Marian Grabowski, Roman S. Ingar- den, Mechanika kwantowa. Uj�cie w przestrzeni Hilberta, Warszawa 1989, s. 140-157; Micha� Heller, Mechanika kwantowa dla filozof�w, Tarn�w 1996, s. 108-114; Zbigniew Jacyna- -Onyszkiewicz, Problem istnienia immaterialna interpretacja teorii kwant�w, [w:] J. A. Janik (red.), Nauka Religia Dzieje. Materia�y VII Seminarium Interdyscyplinarnego w Castel Gandolfo, Krak�w 1994, s. 43 i n. 184 S�awomir Leciejewski te r�wnania, to r�wnie� spe�nia je liniowa superpozycja tych stan�w. Znaczy to, �e r�wnania te s� liniowe, a zatem nie mog� generowa� skokowej redukcji superpozycji mo�liwoSci w akcie pomiaru. W latach szeS�dziesi�tych Wigner uj�� t� sprzecznoS� w form� twierdzenia g�osz�cego, �e redukcja superpozycji mo�liwoSci jest niezgodna z for- malizmem matematycznym teorii kwant�w. Oznacza to, �e w samych fundamentach teorii kwant�w istnieje wewn�trzna sprzecznoS�. Problem tej sprzecznoSci (mi�dzy liniow� ewolucj� mo�liwoSci a ich nieliniow� redukcj�) nie jest w fizyce nowy. Znany jest on od ko�ca lat dwudziestych ubieg�ego wieku, lecz dopiero w ostatnich latach zaryso- wa� si� wyraxniej z nast�puj�cego powodu. W Swietle eksperyment�w przeprowadzonych na pojedynczych jonach nie do utrzymania jest mocno propagowana przez wielu fizyk�w tak zwana interpretacja sta- tystyczna teorii kwant�w. Interpretacja ta, poprzez przyj�cie, �e teoria kwant�w nie opisuje pojedynczych mikroobiekt�w, a jedynie zespo�y takich obiekt�w w jednakowo przygotowanych warunkach zewn�trz- nych, unikn��a trudnoSci b�d�cych konsekwencj� twierdzenia Wigne- ra, czyli trudnoSci zwi�zanych z problemem pomiar�w kwantowych. Inni fizycy uwa�ali, �e superpozycja mo�liwoSci t�umiona jest wy��cz- nie przez makroskopowoS� przyrz�du pomiarowego. Jednak w latach osiemdziesi�tych zaobserwowano superpozycj� mo�liwoSci (stan�w) r�wnie� dla uk�ad�w makroskopowych, a w roku 1991 zaobserwowa- no redukcj� liniowej superpozycji stan�w bez oddzia�ywania z makro- skopowym przyrz�dem pomiarowym. Przedstawiony wy�ej problem pomiar�w kwantowych nie znalaz� dotychczas zadowalaj�cego rozwi�zania. By� mo�e oka�e si� to mo�li- we dopiero dzi�ki radykalnej reinterpretacji podstaw teorii kwant�w, co zdaj� si� sugerowa� (zapocz�tkowane w latach osiemdziesi�tych) nadzwyczaj subtelne eksperymenty korelacyjne, testuj�ce tzw. nier�w- noS� Bella. Nie spos�b omawia� ich w niniejszej pracy, warto jednak po- da� konkluzj� z nich wynikaj�c�. Zawiera si� ona w stwierdzeniu, �e cz�stki elementarne, gdy nie s� obserwowane przez makroskopowe przyrz�dy pomiarowe, to albo nie istniej� obiektywnie, tzn. nie istniej� niezale�nie od naszej SwiadomoSci, albo ca�y WszechSwiat tworzy jedn�, niepodzieln� ca�oS�, tzn. to, co dzieje si� dowolnie daleko od da- nej cz�stki, mo�e mie� wp�yw na jej zachowanie si� w momencie po- miaru. Mo�liwe te�, �e zachodzi jedno i drugie r�wnoczeSnie. Interpretacja mechaniki kwantowej von Neumanna Powszechnie uwa�a si�, �e zwi�zek teorii z opisywan� przeze� rzeczy- wistoSci� ujawnia si� w obserwacji, eksperymencie, w aktach pomiaro- Problem SwiadomoSci... 185 wych. Tak wi�c analiza pomiaru, odpowiedx na pytanie: jak go pojmu- jemy? , jest bardzo wa�nym zagadnieniem dotycz�cym interpretacji ca�ej teorii. Okazuje si� jednak, �e spos�b interpretacji i opisywania przyrz�du pomiarowego z uk�adem kwantowym mo�e by� bardzo r��- ny. Jednym z nich jest interpretacja i teoria pomiaru von Neumanna. Podstawowym faktem mikrofizyki jest odnotowany przez przyrz�d wynik pomiaru, np. tykni�cie licznika Geigera lub b�ysk Swiat�a ozna- czaj�cy przybycie elektronu do ekranu detektora. Skoro jednak urz�dze- nia pomiarowe s� tak�e zbudowane z elektron�w, atom�w i innych obiekt�w kwantowych, to powstaje pytanie: dlaczego urz�dzenia te nie s� opisywane w tych samych kategoriach, co obiekty kwantowe? Licz- nik Geigera mo�na w zasadzie opisa� jako fal� prawdopodobie�stwa. Istnieje on jako superpozycja stan�w tykni�cie lub brak tykni�cia tak d�ugo, a� zostanie wykonany na nim pomiar. Mo�emy wyobrazi� sobie, �e superpozycja mo�liwoSci detektora jest redukowana przez monitoruj�cy go drugi detektor, lecz wtedy ten drugi detektor istnieje jako superpozycja stan�w, wi�c potrzebny jest monitoruj�cy go trzeci detektor i tak dalej w niesko�czonoS�. W rezultacie takiego rozumowa- nia mo�na dojS� do wniosku, �e to coS, co powoduje redukcj� funkcji fa- lowej, mieSci si� w m�zgach inteligentnych obserwator�w. Interpre- tacj� mechaniki kwantowej, kt�ra postuluje takie rozwi�zanie problemu pomiaru kwantowego, jest koncepcja von Neumanna. Von Neumann, w odr��nieniu od Bohra6, postulowa� oddzielny opis kwantowy dla obserwowanego uk�adu i dla aparatury pomiaro- wej. Co wi�cej, przypisywa� taki sam status obiektowi obserwowane- mu, jak aparaturze pomiarowej. W jego rozumieniu aktu pomiaru nale- 6 Bohr uwa�a�, �e przyrz�dy pomiarowe i ca�a nasza wiedza zdobyta w trakcie eks- perymentu musi by� opisywana w spos�b klasyczny. Wszelkie doSwiadczalne Swiadec- twa zjawisk kwantowych powinny by� wyra�one za pomoc� termin�w klasycznych, gdy� nasze mySlenie i eksperymentowanie, wed�ug Bohra i zwolennik�w szko�y ko- penhaskiej, ma charakter klasyczny. Zdaniem Bohra nie mo�na nigdy abstrahowa� od aparatury eksperymentalnej i dlatego �aden obiekt atomowy nie mo�e by� rozwa�any w oderwaniu od przyrz�d�w pomiarowych. Tym samym, wed�ug niego, obiekt obserwowany zawsze stanowi niepo- dzieln� ca�oS� z instrumentem pomiarowym. Funkcja falowa nie opisuje samego izolo- wanego uk�adu kwantowego, lecz zawsze uk�ad ��cznie z aparatur� pomiarow�. W mySl interpretacji Bohra akt obserwacji jest nieodwracalny, gdy� ka�da obser- wacja jest zewn�trznym zaburzeniem uk�adu i niszczy istniej�ce zwi�zki przyczynowe. Stan uk�adu zostaje w trakcie pomiaru zmieniony. Ten kwantowy przeskok (nazywany tak�e redukcj� pakietu falowego ), wed�ug interpretacji kopenhaskiej, nie wynika z r�wna� ruchu mechaniki kwantowej, lecz jest rozumiany jako nowe prawo przyrody. Ta redukcja jest wyrazem uwzgl�dnienia wp�ywu pomiaru na obiekt kwantowy. Pod- czas redukcji pakietu falowego dokonuje si� przejScie od potencjalnej mo�liwoSci, opi- sanej przez funkcj� falow�, do okreSlonej aktualnoSci. Jest to spowodowane przez od- dzia�ywanie w akcie pomiaru. 186 S�awomir Leciejewski �y oddzielnie traktowa� przyrz�d i obiekt obserwacji. W ten spos�b pojawi� si� problem pomiaru okreSlonego oddzia�ywania mi�dzy apa- ratur� a uk�adem obserwowanym. Aby wyjaSni� redukcj� superpozycji mo�liwoSci do jednej konkret- nej wartoSci, kt�ra zachodzi w akcie pomiaru, von Neumann wprowa- dzi� w ko�cowym opisie tego procesu dodatkowe za�o�enie o charakte- rze pozafizycznym. Redukcja pakietu falowego w momencie pomiaru, usuwaj�ca tym samym sprzecznoS� pomi�dzy liniow� ewolucj� mo�li- woSci a ich nieliniow� redukcj�, dokonywana jest przez akt ludzkiej SwiadomoSci7, kt�ry w przeciwie�stwie do innych uk�ad�w fizycznych ma SwiadomoS� stanu, w jakim si� znajduje, oraz co mo�e nawet wa�- niejsze jest czynnikiem nieopisywanym teori� kwant�w. NiefizycznoS� tego za�o�enia polega na tym, �e przy obecnej wiedzy o funkcjonowaniu ludzkiego m�zgu postulatu tego nie spos�b spraw- dzi�, gdy� nie jest on testowalny na gruncie fizyki i jej metody poznaw- czej. Nie musi on by� nieprawdziwy, tyle �e obecnie jest w ramach fizy- ki (i dziedzin pokrewnych) nierozstrzygalny. Tym samym wi�kszoS� protest�w przeciwko postulatowi von Neumanna, z powodu przedsta- wionego wy�ej, jest tak�e natury niefizycznej. Przyj�cie takiego postulatu poci�ga za sob� okreSlone konsekwencje filozoficzne oraz, jak si� wydaje, kosmologiczne, kt�re zaproponowa� Wheeler. Godne uwagi jest zapoznanie si� z dywagacjami fizyk�w, kt�rzy pr�buj� dokona� filozoficznej analizy interpretacji von Neumanna. M. Grabowski i R. S. Ingarden zaproponowali tak� w�aSnie wst�pn� analiz�: W teorii von Neumanna stwierdzenie, �e redukcja pakietu fa- lowego dokonuje si� [...] w SwiadomoSci badacza, wprowadza bez w�tpienia okreSlon� tez� filozoficzn� natury epistemologicznej [...]. Prowadzi ona ku subiektywizmowi, uznaniu wp�ywu ludzkiej Swiado- moSci na Swiat zewn�trzny. Wielu badaczy odrzuca subiektywizm, wierz�c w realnoS� rzeczywistoSci, kt�r� badaj�. [...] To, co od tysi�cy lat trapi�o filozof�w, pytanie, jak cz�owiek poznaje Swiat, jaki jest stosu- nek umys�u, SwiadomoSci do rzeczy, dla fizyk�w, dzi�ki specyficznej metodzie poznawczej, praktycznie nie istnia�o. Dopiero w propozycji von Neumanna trzeba uprzytomni� sobie nieredukowalnoS� istnienia obserwatora obdarzonego SwiadomoSci� w samym akcie pomiaru. Von Neumann [...] nie potrafi� oderwa� eksperymentu od eksperymentatora i uczyni� go autorem cz�Sci pomiaru, tej, kt�rej nie opisuje formalizm mechaniki kwantowej. RwiadomoS� redukuj�ca pakiet falowy to odna- 7 Czasem sugeruje si�, �e sam m�zg jest w jakimS sensie wyr��nionym uk�adem kwantowym, funkcjonuj�cym holistycznie i nieliniowo, dzi�ki czemu jest on szczeg�l- nie zdatny do redukowania funkcji falowych. Problem SwiadomoSci... 187 lezienie w zupe�nie nowym j�zyku mechaniki kwantowej starego, a ci�gle �ywego w ludzkim mySleniu pytania o poznawczy akt cz�owie- ka. Pytanie to zostaje podj�te przez udzielenie na� konkretnej odpowie- dzi. Czy jest ona s�uszna? trudno przes�dzi� i oceni�. Wa�ne wydaje si� to, �e fizyk po raz pierwszy w spos�b bardzo drastyczny musi uSwiadomi� sobie, �e jego metoda poznawania Swiata jest poznaw- czym wysi�kiem cz�owieka i nie umknie on problemom, kt�re stawia przed nim teoria poznania. Dzieli� trzeba wszelkie jej niepowodzenia i w�tpliwoSci 8. Kosmologia Wheelera W�asnoSci naszego WszechSwiata mo�emy wyt�umaczy� na dwa spo- soby: albo przyjmuj�c, �e istnieje lub istnia�a realnie praktycznie nie- sko�czona liczba niezale�nych wszechSwiat�w9, wSr�d kt�rych znalaz� si� r�wnie� i taki, kt�ry obserwujemy, albo zak�adaj�c, �e istnieje jakiS czynnik immaterialny (nieopisywany teori� kwant�w) dokonuj�cy ce- lowego wyboru. Druga z powy�szych mo�liwoSci, czyli istnienie immaterialnego czynnika dokonuj�cego celowego wyboru przy przejSciu od tego, co 8 M. Grabowski, R. S. Ingarden, Mechanika kwantowa..., dz. cyt., s. 156-157. 9 Everett zauwa�y�, �e redukcj� superpozycji mo�liwoSci funkcji falowej mo�na ca�kowicie wyeliminowa�, jeSli przyjmie si�, i� w akcie pomiaru realizuj� si� wszystkie mo�liwoSci zawarte w funkcji falowej, a jedynie my obserwujemy (mierzymy) jedn� z nich. Innymi s�owy: w akcie pomiaru Swiat dzieli si� na niesko�czenie wiele Swiat�w, w ka�dym ze Swiat�w mierzona wielkoS� przyjmuje jedn� z mo�liwych wartoSci. Tylko my (obserwatorzy wykonuj�cy pomiar), gdy pozostajemy w jednym Swiecie, to tracimy kontakt z innymi zrealizowanymi mo�liwoSciami. Mechanika kwantowa jest teori� probabilistyczn� jedynie dla nas. Tak naprawd� urzeczywistniaj� si� wszystkie mo�liwoSci. G��wnym argumentem na korzyS� zwolennik�w tej interpretacji jest fakt, i� mate- matyczny formalizm mechaniki kwantowej traktuje si� w niej ca�kiem dos�ownie. Prze- ciwnicy natomiast kieruj� si� zwykle racjami filozoficznymi tzw. brzytw� Ockhama. Interpretacja Everetta (i jej kosmologiczne konsekwencje) nie mo�e by� uwa�ana za w pe�ni satysfakcjonuj�c�, poniewa� nie precyzuje, w jaki spos�b pojawiaj� si� we WszechSwiecie quasi-klasyczne obszary posiadaj�ce pami�� oraz nie wyjaSnia sensu mechanizmu rozszczepiania si� WszechSwiata na swoje kopie w akcie pomiarowym. Przeciw tej interpretacji i jej p�xniejszym modyfikacjom (np. zaproponowanej w 1989 r. przez Gell-Manna i Hartle a interpretacji z wieloma dekoherentnymi historiami, podkreSlaj�cej, �e dla danego obserwatora r��ne wszechSwiaty s� raczej mo�liwoSciami ni� fizycznymi realizacjami) wnoszone s� zastrze�enia, �e �amie ona zasad� brzytwy Ockha- ma oraz �e jest amoralna. Wed�ug tej interpretacji, na przyk�ad, zabicie cz�owieka jest tyl- ko wyprowadzeniem go z naszego WszechSwiata, w innym �yje on nadal. Innym s�abym punktem tej interpretacji jest zale�noS� rozszczepienia i dalszej historii Wszech- Swiata od tego, co mierzymy (bardzo mocny element subiektywistyczny tej teorii). 188 S�awomir Leciejewski mo�liwe, do tego, co rzeczywiste, jest w oczywisty spos�b sprzeczna z tradycyjnymi idea�ami metodologii nauk przyrodniczych i jako taka nie powinna by� w og�le brana pod uwag�. Jednak�e szeS�dziesi�cio- letnie, bezowocne usi�owania sformu�owania adekwatnej interpretacji teorii kwant�w mog� uzasadnia� pr�b� si�gni�cia i po t� ewentualnoS�. Taka mo�liwoS� wyjaSnienia w�asnoSci WszechSwiata by�a rozwa- �ana, pocz�wszy od 1973 r., przez Wheelera. Opiera si� ona na konsta- tacji, �e cz�owiek nie jest tylko biernym obserwatorem procesu pomiaru kwantowego, ale aktywnie w nim uczestniczy. Jest raczej nie obserwa- torem , ale partycypatorem . Wheeler przyjmuje za von Neumannem, �e redukcja liniowej super- pozycji mo�liwoSci w momencie pomiaru nast�puje w SwiadomoSci ob- serwatora, kt�ry w przeciwie�stwie do innych uk�ad�w fizycznych ma SwiadomoS� stanu, w jakim si� znajduje. Wed�ug Wheelera Wszech- Swiat jest swego rodzaju samowzbudzaj�cym si� konturem , kt�ry na pewnym etapie swojego istnienia stwarza Swiadomych partycypato- r�w. Akty obserwacji wszystkich partycypator�w generuj� z mo�liwoSci aktualnoS�, kt�r� my potocznie nazywamy realnoSci�. Wsp��czesne podr�czniki mechaniki kwantowej przedstawiaj� tak� realnoS�, b�d�c� wynikiem postrzegania przez jednego obserwatora. W pracach naukowych dyskutuje si� doSwiadczenia, w kt�rych party- cypuje dw�ch obserwator�w. Nie wiemy jednak, jak nale�a�oby post�- powa� w sytuacji granicznej, gdy jest wielu partycypator�w oraz wiele obserwacji. By� mo�e, obecn� struktur� WszechSwiata otrzymalibySmy z odpowiedniej statystyki wszystkich obserwacji dokonanych przez wielu partycypator�w. Wheeler s�dzi, i� na tym w�aSnie polega me- chanizm istnienia WszechSwiata. Wszystko, co istnieje w takim whee- lerowskim WszechSwiecie, to liniowa superpozycja mo�liwych wszech- Swiat�w, kt�re aktualizuj� si� dzi�ki pojawieniu si� istot Swiadomych (maj�cych SwiadomoS� swojego w�asnego stanu). Zgodnie z przypuszczeniami Wheelera status realnego istnienia zys- kuj� tylko te wszechSwiaty, kt�re s� zdolne zrodzi� Swiadomego ob- serwatora. Nic dziwnego zatem, �e nasz WszechSwiat jest antropicz- ny10. Jest on bowiem zaktualizowany przez SwiadomoS� ludzk�, kt�ra nie podlega liniowym prawom teorii kwant�w. OczywiScie nie musi istnie� tylko jeden tak zaktualizowany WszechSwiat. Jednak�e, gdy 10 WszechSwiat antropiczny umo�liwia istnienie w nim cz�owieka. Na podstawie sy- mulacji komputerowych globalnej dynamiki WszechSwiata oraz licznych analiz uSwiado- miono sobie w latach siedemdziesi�tych, �e mo�liwoS� istnienia �ycia we WszechSwiecie silnie zale�y od jego globalnej struktury. Stwierdzono, �e nieznaczne zmiany w tempie ekspansji WszechSwiata, w stosunkach mas cz�stek elementarnych, w stosunkach sprz�- �e� pomi�dzy nimi itd., uniemo�liwi�yby istnienie cz�owieka, a nawet �ycia w jakiejkol- wiek dowolnej formie. Fakt ten cz�sto ujmuje si� w postaci tzw. zasad antropicznych. Problem SwiadomoSci... 189 rozpatrywa� go z punktu widzenia aktualizuj�cej SwiadomoSci, to dla niej taki WszechSwiat musi by� tylko jeden ten kt�ry zaktualizowa�a w akcie SwiadomoSciowym. Przeciwko obrazowi WszechSwiata, jaki zaproponowa� Wheeler, mo�na sformu�owa� pewien paradoks, kt�ry za Jacyn�-Onyszkiewi- czem11 nazwiemy paradoksem Adama . Skoro uk�ad fizyczny przed pomiarem jest jedynie superpozycj� mo�liwoSci, a przejScie od tego, co mo�liwe, do tego, co rzeczywiste, dokonuje si� w SwiadomoSci ludz- kiej, to przed pojawieniem si� Swiadomego cz�owieka, lub innej istoty Swiadomej, WszechSwiat by� tylko superpozycj� potencjalnych mo�li- woSci. Czy w takim WszechSwiecie mog�a pojawi� si� SwiadomoS�? JeSli we WszechSwiecie jesteSmy sami, to rzeczywiste istnienie Wszech- Swiata powinno zacz�� si� wraz z zaistnieniem pierwszego Swiadomego cz�owieka ( Adama ). Pojawia si� wi�c nader osobliwy wniosek, �e WszechSwiat nie istnieje oko�o 15 mld lat, jak wynika z bada� kosmologicznych, ale prawdo- podobnie mniej ni� milion. WczeSniejsza jego historia, obejmuj�ca okres od praludzi wstecz do wielkiego wybuchu, zosta�aby niejako dorobiona w momencie redukcji superpozycji stan�w (mo�liwoSci) w SwiadomoSci ludzkiej, pocz�wszy od Adama . Zgodnie z interpretacj� von Neumanna i jej kosmologiczn� wersj� zaproponowan� przez Wheelera nie mo�emy tego dorobienia stwier- dzi� metodami eksperymentalnymi, podobnie jak w znanym mySlo- wym eksperymencie z kotem Schr�dingera lub jego fizykalnym odpo- wiednikiem, zrealizowanym za pomoc� odpowiednio zmodyfikowane- go interferometru Michelsona. Ponadto wad� wy�ej przedstawionej in- terpretacji teorii kwant�w oraz jej kosmologicznej wersji, wynikaj�cej z zastosowania tej interpretacji do zbudowania obrazu ca�ego Wszech- Swiata, jest brak stwierdze� o charakterze prewidystycznym. Warto tak�e zauwa�y� i podkreSli�, i� mechanika kwantowa, mimo swych spektakularnych sukces�w, nie uchroni�a si� od wielkich, nie- rozstrzygni�tych dotychczas problem�w. WieloS� sposob�w przek�adu jej formalizmu na j�zyk eksperymentu (wieloS� interpretacji), tym sa- mym wieloS� generowanych przez ni� WszechSwiat�w, to tylko naj- wa�niejsze z filozoficzno-metodologicznego punktu widzenia proble- my mog�ce sta� si� przedmiotem refleksji nie tylko dla wsp��czesnych, ale i dla mySlicieli przysz�ych pokole�. Zagadnienia te wci�� czekaj� na szersze opracowanie, zw�aszcza gdy zauwa�y� donios�oS� pyta� o wp�yw ludzkiej SwiadomoSci na Swiat zewn�trzny. Pytania takie stawia Jacy- na-Onyszkiewicz; pr�buje tak�e na nie odpowiada�. 11 Por. Z. Jacyna-Onyszkiewicz, Problem istnienia immaterialna interpretacja teorii kwant�w, dz. cyt., s. 44-45. 190 S�awomir Leciejewski Interpretacja nauk przyrodniczych Jacyny-Onyszkiewicza Jacyna-Onyszkiewicz12 jako wprowadzenie do rozwa�a� nad swoim modelem rzeczywistoSci (swej ontologii Swiata) podaje wsp��czesne ustalenia nauk przyrodniczych w zakresie ��cznego zastosowania teorii kwant�w i og�lnej teorii wzgl�dnoSci Einsteina do bada� ca�ego Wszech- Swiata. Zgadza si� on z wynikami wczesnych pr�b konstruowania kwantowej teorii wszechSwiata dokonanymi przez Bryce a S. De Witta, Charlesa W. Misnera oraz Johna A. Wheelera, a tak�e z ich kontynuacja- mi wypracowanymi w latach osiemdziesi�tych XX wieku przez takich badaczy, jak James B. Hartle, Stephen W. Hawking, Andriej D. Linde czy Aleksander Vilenkin. Pr�bom tym jak wiadomo nadano nazw� kosmologia kwantowa . Kosmologia kwantowa, czyli wsp��czesna kosmologia fizyczna uwzgl�dniaj�ca zasady teorii kwant�w w opisie wszechSwiata jako najwi�kszego uk�adu fizycznego, przyjmuj�c odpowiednie dla niego warunki brzegowe, potrafi wyjaSni�, przynajmniej w og�lnych zary- sach, jego dzieje. Przy okreSlonym wyborze warunk�w brzegowych stworzenie WszechSwiata mo�emy interpretowa� jako bezprzyczyno- wy, kwantowy proces kreacji z nicoSci (ex nihilo). Kosmologia kwanto- wa pozwala obliczy� prawdopodobie�stwo takiego procesu kreacji z nicoSci. W rezultacie tego procesu pojawia si� pewna sko�czona ob- j�toS� przestrzeni tr�jwymiarowej. Obliczenia wskazuj�, �e wskutek procesu kreacji mo�na oczekiwa� powstania przestrzeni o niezwykle ma�ej obj�toSci rz�du 10-105 m3. Istnieje ponadto bardzo du�e praw- dopodobie�stwo, �e taki mikrowszechSwiat spontanicznie zniknie. Jednak istnieje tak�e sko�czone prawdopodobie�stwo, �e po kwanto- wym stworzeniu , w bardzo kr�tkim czasie WszechSwiat zacznie nadzwyczaj szybko, wyk�adniczo, powi�ksza� swoj� obj�toS�. W re- zultacie tego procesu, zwanego procesem inflacyjnym, w u�amku se- kundy mikrowszechSwiat stanie si� WszechSwiatem makroskopo- wym, zawieraj�cym materi� o bardzo du�ej g�stoSci, kt�ra szybko rozgrzeje si� do bardzo wysokiej temperatury. W tak gwa�towny spo- s�b powsta�a najprawdopodobniej czasoprzestrze�, materia i energia niezb�dna do zbudowania struktur kosmicznych, jakie obecnie obser- wujemy. Ten gwa�towny pocz�tek istnienia wszechSwiata zwany jest powszechnie wielkim wybuchem. 12 Zbigniew Jacyna-Onyszkiewicz jest profesorem zwyczajnym na Wydziale Fizyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, jest doktorem honoris causa Uniwer- sytetu w Kr�lewcu, a tak�e autorem ponad stu prac naukowych i ksi��ek z zakresu fizyki teoretycznej (termodynamiki kwantowej) oraz fundamentalnych problem�w z za- kresu mechaniki kwantowej oraz kosmologii. Problem SwiadomoSci... 191 Od chwili wielkiego wybuchu, oko�o 15 miliard�w lat temu, Wszech- Swiat stale zwi�ksza swoj� obj�toS� (chocia� znacznie mniej gwa�townie ni� w okresie inflacji) i nieustannie stygnie. W trakcie rozszerzania po- wsta�y galaktyki, gwiazdy, planety, a w ko�cu �ycie i cz�owiek13. Om�wiony scenariusz ewolucji WszechSwiata wyjaSnia praktycznie wszystko, z wyj�tkiem zasad teorii kwant�w. W kosmologii kwantowej bowiem konieczne s� tylko prawa fizyki i warunki pocz�tkowe, aby WszechSwiat m�g� (samoistnie) powsta� i ewoluowa�. Kosmologia kwantowa wed�ug Jacyny-Onyszkiewicza umo�liwia zrozumienie istnienia WszechSwiata i jego ewolucji, ale pokazuje, �e jego istnienie jest ze swej istoty bezsensowne (przypadkowe i bezprzy- czynowe). Kosmologia kwantowa redukuje zagadk� istnienia wszech- Swiata do problemu istnienia i pochodzenia zasad teorii kwant�w. Je�e- li istnienie WszechSwiata twierdzi Onyszkiewicz mimo wszystko ma jakiS sens, to mo�e on by� ukryty tylko w zasadach teorii kwant�w. Zasadniczym celem docieka� Jacyny-Onyszkiewicza jest w�aSnie przedstawienie pr�by znalezienia ukrytego w zasadach teorii kwant�w sensu istnienia WszechSwiata. W tym celu uczony formu�uje og�lny model rzeczywistoSci, kt�rego nie mo�na w pe�ni zrozumie� w oderwa- niu od om�wionej wy�ej kosmologii kwantowej. Zaproponowany mo- del jest model em met af i zycznym, kt�ry wskutek zastosowa- nia j�zyka matematycznego posiada donios�e implikacje dotycz�ce og�lnej struktury fundamentalnych teorii fizycznych. 13 Proces tej ewolucji mo�na pokr�tce przedstawi� nast�puj�co. Gdy temperatura wszechSwiata spad�a do wartoSci 100 milion�w razy wi�kszej, ni� panuje we wn�trzu S�o�ca, si�y wyst�puj�ce w przyrodzie nabra�y obecnych cech. W tym okresie elementa- rne cz�stki, zwane leptonami i kwarkami, porusza�y si� swobodnie w morzu bozon�w cechowania. Gdy wszechSwiat rozszerzy� si� i ostyg� jeszcze 1000 razy, kwarki zosta�y uwi�zione we wn�trzu proton�w i neutron�w. Gdy wszechSwiat powi�kszy� si� znowu 1000 razy, protony i neutrony po��czy�y si� ze sob�, tworz�c j�dra atomowe, m.in. j�dra helu i deuteru. Wszystko to wydarzy�o si� w ci�gu pierwszej minuty po wielkim wybu- chu. Wci�� jeszcze by�o zbyt gor�co, aby j�dra mog�y po��czy� si� z elektronami. Neu- tralne atomy pojawi�y si� dopiero wtedy, gdy wszechSwiat mia� 300 tysi�cy lat i by� tyl- ko 1000 razy mniejszy ni� obecnie. Neutralne atomy zacz��y si� skupia�, tworz�c chmu- ry gazu, z kt�rych p�xniej powsta�y gwiazdy. Gdy wszechSwiat osi�gn�� jedn� pi�t� obecnej wielkoSci, gwiazdy uformowa�y ju� grupy, w kt�rych mo�na by�o rozpozna� m�ode galaktyki. Gdy wszechSwiat by� tylko dwa razy mniejszy ni� obecnie, w reakcjach syntezy j�drowej w gwiazdach powsta�a wi�kszoS� ci��kich pierwiastk�w, z kt�rych zbudowa- ne s� planety. Nasz Uk�ad S�oneczny jest wzgl�dnie m�ody: ukszta�towa� si� 5 miliar- d�w lat temu, gdy wszechSwiat osi�gn�� ju� dwie trzecie obecnej wielkoSci. Ci�g�y pro- ces formowania gwiazd doprowadzi� do wyczerpania zapas�w gazu w galaktykach i populacja gwiazd zacz��a male�. Za 15 miliard�w lat gwiazdy podobne do S�o�ca b�d� rzadkoSci� i dla obserwator�w takich jak my wszechSwiat stanie si� miejscem znacznie mniej goScinnym. 192 S�awomir Leciejewski Interpretacja teorii kwant�w Jacyny-Onyszkiewicza14 jest wolna od niedostatk�w propozycji von Neumanna i Wheelera; jednoczeSnie wy- jaSnia ona w�asnoSci obserwowanego WszechSwiata. Autor, wzoruj�c si� na idei konstrukcji urz�dze� wytwarzaj�cych tzw. rzeczywistoS� wirtualn�15 (VR skr�t od virtual reality), zaproponowa� immaterialny model rzeczywistoSci naturalnej i odpowiadaj�c� mu immaterialn� in- terpretacj� teorii kwant�w (IIQT skr�t od Immaterial Interpretation of Quantum Theory). Wed�ug Jacyny-Onyszkiewicza kwantowy proces przejScia od linio- wej superpozycji mo�liwoSci do aktualnoSci przypomina proces mySle- nia i podejmowania decyzji przez cz�owieka, kt�ry rozwa�a w mySli r��ne mo�liwoSci, a nast�pnie podejmuje decyzj� o wyborze jednej z nich. Jest tam bowiem r�wnie� superpozycja mo�liwoSci z jej nag�� re- dukcj� w momencie podj�cia decyzji, a tak�e obiektywne nieistnienie mySli i ich nieprzestrzenny charakter. Powy�sza analogia pomi�dzy procesem mySlenia i podejmowania decyzji a procesem kwantowym mo�e uzasadnia� hipotez�, �e kwanto- wy proces przejScia od tego, co mo�liwe, do tego, co rzeczywiste, odby- wa si� w mySli jakiegoS intelektu absolutnego (IA), kt�ry celowo wybie- ra z superpozycji potencjalnie mo�liwych wszechSwiat�w jeden ten realnie istniej�cy. Zgodnie z t� hipotez� to, co rzeczywiste, jest tylko ide� w umySle IA, kt�ry podj�� decyzj� i przekazuje j� ka�demu cz�owiekowi, pytaj�cemu go za pomoc� odpowiedniej aparatury po- miarowej. To z kolei oznacza�oby, �e nasz WszechSwiat jest immaterial- ny. ImmaterialnoS� WszechSwiata nieuchronnie poci�ga za sob� imma- terialnoS� cz�owieka. Poniewa� codziennie doSwiadczamy swego ist- nienia wi�c cz�owiek to po prostu tylko intelekt, albo inaczej m�wi�c, postrzegaj�ca i aktywna, samoSwiadoma substancja duchowa. Z po- wy�szego wyp�ywa wniosek, �e to, co istnieje, to tylko substancje du- chowe: intelekt absolutny IA i zbi�r intelekt�w ludzkich {I}. Ka�dy cz�owiek ma SwiadomoS� posiadania w�asnych idei oraz idei p�yn�cych do niego z zewn�trz w postaci ci�g�w wra�e�. Musimy wi�c przyj��, �e istnieje mo�liwoS� przekazywania idei pomi�dzy substancjami duchowymi. Aby wyjaSni� kwantowe w�asnoSci WszechSwiata, wystar- czy przyj�� tylko, �e IA mo�e przekazywa� idee indywidualne ka�demu I nale��cemu do zbioru {I}, ale �e nie zachodzi bezpoSredni przekaz idei po- 14 Immaterialn� interpretacj� mechaniki kwantowej omawiam w oparciu o: Z. Jacy- na-Onyszkiewicz, Fundamentalne problemy i osi�gni�cia fizyki wsp��czesnej, Pozna� 1991, s. 11-14; ten�e, Problem istnienia immaterialna interpretacja teorii kwant�w, dz. cyt., s. 45-61; ten�e, Geneza zasad kosmologii kwantowej, Pozna� 1999, s. 15-35. 15 Wi�cej o VR jako metaforze ontologii Jacyny-Onyszkiewicza znalex� mo�na w: Z. Jacyna-Onyszkiewicz, Problem istnienia immaterialna interpretacja teorii kwant�w, dz. cyt., s. 45-48. Problem SwiadomoSci... 193 mi�dzy poszczeg�lnymi I. Wiemy r�wnie�, �e potrafimy, w pewnym stopniu, skutecznie realizowa� swoje zamierzenia. Sugeruje to znajo- moS� naszej woli i uwzgl�dnienie jej przez IA w tym indywidualnym przekazie idei, a wszystko w ramach regu� wyznaczonych przez IA. Regu�y samoograniczaj�ce dzia�anie IA musz� by� na tyle stabilne, �e umo�liwiaj� zbiorowi {I} realizacj� indywidualnych zamierze�. Tak wi�c w zaproponowanym przez Jacyn�-Onyszkiewicza uj�ciu podj�cie i przekazanie decyzji przez IA konkretnemu I odbierane jest przez I jako redukcja superpozycji mo�liwoSci (stan�w) w momencie zadania pytania za pomoc� odpowiedniej aparatury doSwiadczalnej. Ka�dy I ma SwiadomoS� posiadania cia�a, rodziny, przyjaci��, wie, �e �yje w okreSlonym miejscu na Ziemi i �e mo�e skutecznie dzia�a�. Dzie- je si� tak dlatego, �e I otrzymuje od IA idee w postaci uporz�dkowa- nych ci�g�w wra�e�. IA nasuwa wra�enia i wyobra�enia zbiorowi {I}, co poszczeg�lny I odbiera jako rzeczywistoS�. To, co wydaje si� uk�adem rzeczy i prawem natury, jest tylko ide� IA, kt�r� stopniowo udaje si� zbiorowi {I} poj�� i pozna�. Przyk�ad gry komputerowej jest dobr� analogi� ilustruj�c� inter- akcje IA ze zbiorem {I}. Rola integralnej jednostki centralnej przypada IA, natomiast graczami s� intelekty ze zbioru {I}, przy czym ka�dy I po- siada manipulator (joystick) wol�, pozwalaj�cy mu wp�ywa� na prze- bieg gry. Rol� wySwietlaczy (displays) pe�ni przekaz idei przez IA ka�- demu I. Jest to doS� dziwna gra, w kt�rej hardware ma natur� duchow�, a software to regu�y gry wyznaczone przez IA. Takie pojmowanie rzeczywistoSci naturalnej implikuje, wed�ug Ja- cyny-Onyszkiewicza, konkretn� interpretacj� teorii kwant�w, w kt�rej niepotrzebna jest materia substancja nieSwiadoma. Mo�na wi�c, wed�ug autora, nazwa� j� immaterialn� interpretacj�, w mySl kt�rej ca�a rzeczywistoS� naturalna jest pewnym systemem informacyjnym, w kt�- rym hardware niepoznawalny jest metodami fizycznymi. To, co nale�y do zakresu zainteresowania fizyki, to tylko software. W takim uj�ciu ma- teria pe�ni rol� podobn� do XIX-wiecznego poj�cia eteru. Wed�ug tej interpretacji substancjami s� tylko SwiadomoSci IA i {I}. Nie istnieje �adna niezale�na, nieSwiadoma substancja materialna, przejawiaj�ca rzeczywiste oddzia�ywanie. Przyroda oczywiScie istnieje jako zjawisko, a w niej obserwuje si� jednorodnoS� obowi�zuj� zasady teorii kwant�w. Jednak�e procesy kwantowe, w mySl immaterialnej in- terpretacji, zachodz� wy��cznie w SwiadomoSci IA. Przyj�cie takich postulat�w ontologicznych powoduje wyjaSnie- nie praktycznie wszystkich, zasygnalizowanych wy�ej, problem�w wsp��czesnej mechaniki kwantowej. A. WyjaSnia w prosty spos�b proces pomiaru kwantowego (r�wnie� dla WszechSwiata jako ca�oSci), bez dokonywania jakichkolwiek zmian 194 S�awomir Leciejewski w formalizmie matematycznym teorii kwant�w. Pomi�dzy momenta- mi pomiaru IA rozwa�a wszelkie dopuszczalne warianty potencjalnej odpowiedzi, kt�re mog� zaistnie� w momencie pomiaru, co w j�zyku matematycznym oznacza superpozycj� wszystkich mo�liwoSci (sta- n�w). Z chwil� gdy I pyta (czyli dokonuje pomiaru kwantowego za pomoc� odpowiedniej makroskopowej aparatury pomiarowej), co na- prawd� zachodzi, IA udzielaj�c odpowiedzi dokonuje tym samym skokowej redukcji superpozycji mo�liwoSci. Ka�da nast�pna odpo- wiedx IA jest odpowiednio skorelowana z poprzedni�, zgodnie z zasa- dami teorii kwant�w. W takim rozumieniu proces�w kwantowych za- sady teorii kwant�w musz� by� w pewnym stopniu, indeterministyczne, poniewa� ze wszystkich mo�liwoSci IA wybiera tylko jedn�, przy jed- noczesnym uwzgl�dnieniu woli wszystkich I ze zbioru {I}. Pozwala to zrozumie� obowi�zuj�cy w teorii kwant�w tzw. determinizm proba- bilistyczny, kt�ry wydaje si� skutkiem wolnej woli SwiadomoSci IA oraz {I}. W ten spos�b interpretacja immaterialna jako jedyna wyjaS- nia , w pewnym stopniu genez� podstawowych zasad teorii kwant�w (zasady superpozycji stan�w i postulatu projekcyjnego von Neumanna), uwa�anych powszechnie za niepogl�dowe i dlatego trudne do zrozu- mienia. B. WyjaSnia rezultaty eksperyment�w korelacyjnych testuj�cych nier�wnoS� Bella, z kt�rych wynika, �e cz�stka elementarna nieobserwo- wana albo nie istnieje obiektywnie, tzn. nie istnieje poza nasz� Swiado- moSci�, albo WszechSwiat stanowi niepodzieln� ca�oS�, zespolon� przez nieczasoprzestrzenne oddzia�ywania. Zgodnie z immaterialn� interpre- tacj� teorii kwant�w obie mo�liwoSci zachodz� ��cznie. Pierwsza z mo�- liwoSci wynika wprost z przyj�tej ontologii, natomiast druga st�d, i� podj�cie decyzji przez IA jest procesem nieczasoprzestrzennym. C. WyjaSnia znane paradoksy teorii kwant�w: paradoks kota Schr�- dingera, paradoks Einsteina Podolskiego Rosena oraz tzw. paradoks Adama powstaj�cy w kosmologii wheelerowskiej. WyjaSnienia te s� trywialne w Swietle za�o�e� tej interpretacji. D. WyjaSnia matematycznoS� WszechSwiata. Wielu fizyk�w zdu- miewa� fakt, �e przyrod� mo�na odwzorowa� za pomoc� eleganc- kich matematycznie teorii, oraz to, �e dla fizyki matematyka jest nie tylko j�zykiem, ale tak�e tworzywem WszechSwiata. W interpreta- cji immaterialnej jest to zrozumia�e, poniewa� WszechSwiat jest wy- tworem Swiadomego, racjonalnego i inteligentnego systemu informa- cyjnego. E. WyjaSnia antropicznoS� WszechSwiata, czyli tak� wyj�tkow� glo- baln� jego struktur�, kt�ra umo�liwia pojawienie si� w nim Swiadome- go obserwatora. Interpretacja Jacyny-Onyszkiewicza zak�ada realne ist- nienie tylko SwiadomoSci IA i {I}, dlatego mo�emy przypuszcza�, �e IA Problem SwiadomoSci... 195 przyporz�dkowuje ide� WszechSwiata swojej idei cz�owieka jako indy- widualnoSci i ludzkoSci jako spo�ecznoSci. Powy�sza interpretacja pomiaru kwantowego zgodna jest tak�e z jedn� z sugestii Wheelera, �e kanw� WszechSwiata nie jest kwant, lecz odpowiedx na pytanie tak lub nie , czyli bit elementarna jednostka informacji. Wheeler �artobliwie nazwa� swoj� intuicj� the it from bit to z bitu. Immaterialna interpretacja teorii kwant�w, mimo swych nie�atwych do zaakceptowania za�o�e�, w bardzo prosty spos�b t�umaczy proces pomiaru kwantowego. Jednak�e przytoczone wy�ej zalety nie musz� by� wystarczaj�co przekonuj�ce, tak �e immaterialna interpretacja teo- rii kwant�w mo�e by� raczej traktowana jako spekulacja ontologiczno- filozoficzna. By�oby dla niej jeszcze gorzej, gdyby a priori nie istnia�a mo�liwoS� jakiejkolwiek jej dyskonfirmacji. Jednak�e mo�na zauwa- �y�, i� eksperymentalne stwierdzenie na przyk�ad, �e teoria kwant�w nie jest teori� SciSle liniow� albo �e przeskoki kwantowe nie s� natych- miastowe, by�oby mocnym argumentem przemawiaj�cym na nieko- rzyS� tej interpretacji. Istnieje jeszcze trzecia, bardzo subtelna mo�li- woS� testowania immaterialnej interpretacji teorii kwant�w16. Podsumowanie Eksperymenty korelacyjne testuj�ce nier�wnoS� Bella zwr�ci�y uwag� badaczy na kluczow� rol�, jak� odgrywa SwiadomoS� przy pr�bie ade- kwatnego rozumienia procesu pomiaru kwantowomechanicznego. Ju� w interpretacji von Neumanna i jej p�xniejszej kosmologicznej wersji zaproponowanej przez Wheelera �atwo tak�e dostrzec pierwszopla- now� rol�, jak� przy rozwik�aniu paradoksu pomiaru kwantowego i wyjaSnieniu kreacji WszechSwiata odgrywa SwiadomoS�. U von Neu- manna i Wheelera za redukcj� funkcji falowej odpowiedzialny jest bo- wiem Swiadomy obserwator. Rola takiego Swiadomego obserwatora jest kluczowa, gdy� wed�ug tych badaczy bez ingerencji SwiadomoS- ci w procesie pomiaru kwantowego nie spos�b wyjaSni� sprzecznoSci pomi�dzy liniow� ewolucj� funkcji falowej a jej nielinow� redukcj� podczas aktu pomiaru. Tylko dzi�ki SwiadomoSci ca�y WszechSwiat z liniowej superpozycji mo�liwoSci staje si� realnoSci�. Jednak�e koncep- cje te nie s� wolne od problem�w (np. paradoksu Adama wysuni�te- go przez Jacyn�-Onyszkiewicza). Brak rozwi�zania, donios�ego i zasad- 16 Z projektem testu eksperymentalnego immaterialnej interpretacji teorii kwant�w mo�na zapozna� si� w: Z. Jacyna-Onyszkiewicz, Problem istnienia immaterialna interpre- tacja teorii kwant�w, dz. cyt., s. 53-60. 196 S�awomir Leciejewski niczego dla koncepcji Wheelera, problemu Adama uniemo�liwia bezkrytyczne przyj�cie takiego modelu WszechSwiata. W immaterialnej interpretacji mechaniki kwantowej zasadnicze pro- blemy teorii kwant�w trywializuj� si�. Uzyskuje si� to jednak kosztem wprowadzenia trudnych do zaakceptowania, ale niesprzecznych hipo- tez, np. uznanie IA za zasad� istnienia WszechSwiata oraz przyj�cie jego immaterialnoSci. Wed�ug Jacyny-Onyszkiewicza kwantowy pro- ces przejScia od liniowej superpozycji mo�liwoSci do aktualnoSci przy- pomina proces mySlenia i podejmowania decyzji przez cz�owieka, kt�- ry rozwa�a w mySli r��ne mo�liwoSci, a nast�pnie podejmuje decyzj� o wyborze jednej z nich. Jednak�e w zaproponowanym modelu podj�- cie takiej decyzji zarezerwowane jest tylko dla IA; I natomiast odbiera j� jako redukcj� superpozycji mo�liwoSci w momencie zadania pytania za pomoc� odpowiedniej aparatury pomiarowej. Gdyby nie bardzo moc- ne za�o�enia tej koncepcji, by�aby ona z pewnoSci� znacznie lepszym (ni� koncepcja Wheelera) narz�dziem poznawczym mikrofizyki oraz kosmologii. Nale�y jednak przyzna�, �e tylko interpretacja Jacyny-Onyszkiewi- cza w prosty spos�b unifikuje procesy fizyczne i psychiczne oraz wska- zuje, �e zasadniczym aspektem rzeczywistoSci jest SwiadomoS� (w on- tologicznym modelu Jacyny-Onyszkiewicza istniej� tylko IA i {I}!). Przez nieuwzgl�dnienie roli SwiadomoSci w badaniach naukowych17 (pojmowanej np. tak, jak rozumie j� w swej koncepcji Jacyna-Onyszkie- wicz) by� mo�e zamykamy sobie drog� do g��bszego zrozumienia WszechSwiata w jego mikro-, makro- i megaskali. 17 Niekt�rzy (por. Janusz Czerny, Wiktor Zipper, Podstawy filozofii fizyki, Katowice 1998, s. 73-75) m�wi� tak�e o roli SwiadomoSci w procesie badawczym g��wnie w kon- tekScie zasady nieoznaczonoSci Heisenberga. Jednak�e na temat tej zasady wiele ju� na- pisano, dlatego w niniejszym artykule pomini�to to zagadnienie.

Wyszukiwarka