Podivný kvantový svět 1

Richard Phillips Feynman:

"Byla doba, kdy se v novinách psalo, že teorii relativity rozumí jen tucet vědců. Nevěřím, že tomu tak skutečně bylo. Možná, že kdysi relativitě rozuměl jediný člověk, a to ten, kdo ji pochopil dříve, než o ní napsal

první článek. Ale jakmile si lidé jeho práci přečetli, mnoho jich relativitě nějakým způsobem porozumělo; určitě jich bylo více než tucet. Na druhé straně mohu myslím s určitostí říci, že kvantovou mechaniku nechápe nikdo."

 

    Otázky spojené s kvantovou teorií považuji za nejzajímavější z celého současného poznání. Ukazuje se, že tak málo rozumíme světu, že ani největší géniové homo sapiens nerozumí úplně, jak se stane, že částice změní polohu z jenoho bodu do druhého. Tedy našemu chápání se vymyká i nejjednodušší myslitelný děj. Co si potom můžeme myslet o tom jak rozumíme složitějším věcem? Na této stránce se pokusím nejkratší a nejsrozimitelnější cestou se dostat k hlavním záhadám kvantové teorie. Někteří lidé si všilmi, že  kvantový výklad světa jako by potvrzoval výklad náboženský, takže i to se pokusím vysvětlit (sám jsem ateisata/agnostik).    

   Domnívám se, že pokud se studiem člověk dopracuje ke kvantové teorii (v mém případě to bylo ve třeťáku na univerzitě), je již jeho mozek příliš zatížen předchozím studiem a životem a to mu brání ve vyřešení problémů nějakým originálním nápadem, nezaujatým pohledem. Bylo by myslím potřeba záhady nějak sdělit hodně mladým lidem u nichž je větší naděje, že je rozlousknou. To je jeden z důvodů proč se to snažím šířit, aby se informace k případnému mladému géniovi dostala. Abych dotyčného motivoval - záhada nějaké řešení mít musí a k jejímu vyřešení, nebo alespoň k vyslovení správné hypotézy nejsou potřeba žádná nová experimentální data. Stačí si nějak lépe rozmyslet co je již známo. Rozřešení záhady znamená celosvětovou slávu.

     Když jsem se poprvé o věci dozvěděl na přednášce, nevěřil jsem to přednášejícímu. Myslel jsem, kdyby to byla pravda, vzdělaní lidé by o tak zajímavé věci museli mít povědomí, jako ho mají např. o teorii relativity. O kvantové teorii ho ale tenkrát neměli, hlavně protože se o tom tenkrát nepsalo. Téma lze jen obtížně popularizovat. Fyzik nedokáže být natolik nepřesný, aby dokázal věc podat srozumitelně a např. filozofové přírodních věd, kteří by to chtěli vyložit lidu, nepochopí podstatu z podání fyziků.

     S pochopením kvantové teorie si dal práci známý neuropatolog, František Koukolík a píše o ní v  "odbočce" ve své knize s názvem "Já". Kniha pojednává o vztahu mozku a vědomí, a právě pojem vědomí možná souvisí i s kvantovou teorií, jak bude vysvětleno. Překvapilo mne, že jako laik tak přesně popsal podstatu jednoho z možných problémů kvantové teorie. Jako fyzik bych to tak srozumitelně nedokázal, proto tu z jeho knihy doslova opíšu tuto jeho odbočku. Dodatečně přidám vlastní příspěvek pro vysvětlení některých částí a korekci jeho nepřesností (čímž to bohužel většině čtenářů ale spíše zatemním) a jeho textu využiji jako pedagogický odrazový můstek. Nejdříve tedy, F. Koukolík:


Kvantová teorie, mozek a vědomí laickýma očima

    Přírodovědecky myslící lékař, který si čte v redakčních článcích časopisu Nature a Science se zeptá fyziků: "Jaký materializmus, když dobře nevíme co je hmota - je přeci nutné zjistit, jak je to z Higgsovým bosonem?!" Filozofové se většinou od takového negramoty odvrátí a a zabručí: "Nechápete co jsou filozofické kategorie".
     Filozoficky cítící fyzikové v otázce vztahu mozku a vědomí někdy odkáží na kvantovou teorii, případně na interakce kvantového světa s neurotubuly (druh kostry nervových buněk), což  má být pramen vědomí alespoň podle názoru Staurta Hameroffa, anesteziologa a sira Rogera Penrose, matematického génia z Oxfordu, byť se proslýchá, že Penrose od této teorie ustoupil.
    Matematicky vzdělaní jedinci, případně jedinci, kteří o něm jen četli někdy poukáží na Gödelův princip, z něhož má vyplývat že mozek sám sebe v úplnosti pochopit nemůže - a dokáží z toho vyvodit, že náboženská víra je stejně dobrá jako věda. Jestliže jim osobně to pomáhá, nelze nic namítat. K pochopení lesa není nutné znát les ve vyčerpávající úplnosti, říká lékařovi možná mylně zkušenost.
    Jak se má lékař bez dobré znalosti matematiky orientovat v tom co je kvantová teorie a co z ní pro vztah mozku a vědomí plyne nebo neplyne?
    Dá to dost práce, ale s vědomím všech pravděpodobných nepřesností a chyb to do jisté míry - jen do jisté míry -možné je. Na druhé straně tato míra podle mého názoru  postačuje k tomu, abychom zjistili, že je  Hameroffova - Penroseova aplikace kvantové teorie na vztah mozku a vědomí mylné. Především je dlužno mít na paměti, že existuje větší počet výkladů kvantové teorie. Přes obrovskou úspěšnost kvantové teorie - udává se, že na ní stojí asi 30% současného HDP USA, například většina elektroniky - má každý výklad kvantové teorie vedle kladů i problémy.
    V červenci 1999 byl na konferenci o kvantových počítačích a počítání v Institutu Isaaca Newtona a anglické Cambridge proveden průzkum, jenž se na vztah k výkladu kvantové teorie zeptal téměř devadesáti fyziků. Jen osm z nich prohlásilo, že jsou přísnými zastánci kodaňské interpretace kvantové teorie. Třicet řeklo, že jsou zastánci "teorie mnoha světů nebo konzistentních historií - bez kolapsu vlnové funkce" , jež je úhelným kamenem kodaňské interpretace. Padesát badatelů sdělilo, že nejsou zastánci žádného z těchto výkladů včetně teorie dekoherence, nebo že nejsou rozhodnutí.
    Na začátku navrhuji tomu, co kvantoví fyzici v renomovaných zdrojích pro laiky píší a kreslí věřit. Prostě přijmout, že kvantový svět se odlišuje od běžného, "normálního" světa, jenž je čtyřrozměrný - má tři prostorové rozměry a čas. Může to být zpočátku podobně nezvyklé jako přijmout řeč velkých mistrů 20. století -Dalího, Miróa, Kandinského, Chagalla, Picassa, Klimta, Pollocka, Marca... Takže podobně jako existuje Marcův nádherně modrý kůň nebo Chagallova létající kráva, existuje kvantová karta. Může vypadat jako hrací karta s obrázkem dejme tomu královny. Stojí v dokonalé rovnováze na spodní hraně. Protože je to kvantová karta, spadne z této dokonale vyrovnané polohy na obě strany současně. Kvantoví fyzikové tomuto stavu říkají superpozice. Pozorovatel však spatří jen jednu stranu - obrázek královny, nebo zadní stranu karty. S běžnou kartou, v očích kvantových fyziků to nesvedete. S elektrony, atomy i většími "mikroskopickými" objekty byl tento záhadný stav doložen bezpočtem pokusů. V současnosti se nejčastěji hovoří o třech vzájemně soupeřících výkladech uvedeného jevu, jež je těžištěm kvantové teorie: první výklad se jmenuje kodaňská interpretace, druhý je teorie mnoha světů, třetí je teorie dekoherence.
    Kodaňská interpretace, která vznikla z diskuzí mezi Nielsem Bohrem a Wernerem Heisenbergem koncem dvacátých let minulého století, uvádí, že při pozorování nebo měření superpozice vidíme jednu ze dvou možností - pád karty na rub nebo líc - náhodně. Pravděpodobnost těchto možností popisuje Schrödingerova vlnová rovnice. Výhodou této interpretace je, že dění má jeden výsledek jenž odpovídá tomu, co pozorujeme. Fyzici většinou užívali tento výklad zcela pragmaticky, přestože vyžaduje náhlou změnu, "kolaps" vlnové funkce - což je v rozporu se Schrödingerovou rovnicí. Do rámce tohoto výkladu spadá i proslulý myšlenkový pokus se Schrödingerovou kočkou. "Vlnová funkce kočky" podle tohoto výkladu zkolabuje ve chvíli, kdy pozorovatel otevře krabici a kočka bude buď živá, nebo mrtvá. Do chvíle, než se na ni pozorovatel podíval, byla stejně živá jako mrtvá - jinak řečeno, "její karta padala na obě strany současně", jsouc ve stavu superpozice.
    Odlišný výklad přinesl v polovině padesátých let minulého století Hugh Everett III., v doktorské tezi, kterou předložil na Princetonské univerzitě v USA. Říká se jí teorie mnoha světů. Dejme tomu, že vlnová funkce nezkolabuje. V tom případě se člověk, jenž se dívá na kvantovou kartu dostane do superpozice dvou možných vyústění sám. Dvě části celé vlnové funkce (pozorovatele a karty) se odehrávají zcela nezávisle, jako by probíhaly ve dvou souběžných světech. Jinak řečeno - vesmír se rozštěpí do dvou paralelních světů - v jednom se odehraje jedna, ve druhém druhá možnost (kvantová osoba + líc karty, kvantová osoba + rub karty). Padá -li karta čtyřikrát, probíhá dění celkem v šestnácti světech. (K této teorii se někdy přidává výklad jménem "konzistentní historie": fyzik při ní analyzuje výsledky následných měření a společně sbírá skupiny alternativních výsledků, které budou pro pozorovatele tvořit souvislou "historii" experimentu.)
    Přestože nejsem k oběma výkladům schopen zaujmout žádné stanovisko, oslovil mne nejvíce třetí výklad - teorie dekoherence. Stav ideální superpozice se nazývá koherentní stav. Teorie dekoherence tvořená postupně počínaje sedmdesátými léty 20. století H. Dieterem Zehem a Wojciechem H. Zurekem říká, že stavy ideální koherentní superpozice existují jen tehdy, jsou -li izolovány od ostatního světa. Na padající kvantovou kartu trvale dopadají fotony a molekuly plynů tvořících vzduch, které ničí (dekoherují) stav ideální dekoherence - , proto nikdy nespatříme kartu současně padající na pravou i levou stranu. Právě tyto nepatrné interakce prakticky okamžitě promění černokněžnický kvantový stav na obyčejný stav běžného světa.
    Co to znamená pro vztah mozku a vědomí?
Představte si, že se díváte na kvantovou kartu. Vesmír má pro tuto chvíli tři části - kartu, neboli předmět na který se díváte, prostředí v němž je karta i vy, a pozorovatele neboli vás, subjekt. Schrödingerova vlnová rovnice popisující chování celého vesmíru se dá rozdělit na části popisující chování každého z těchto tří podsystémů - karty, prostředí a subjektu - a na části, které popisují jejich vzájemné interakce. Kvantová karta ve stavu superpozice bude současně padat na stranu pravou i levou. Nepatrné interakce karty s prostředím však dovedou ideální koherenci její superpozice k dekoherenci. Superpozice bude tudíž nepozorovatelná. I kdyby byl pokus proveden v úplné izolaci od prostředí, při teplotě absolutní nuly, ve vakuu a ve tmě, nebude to nic platné. Jakmile se totiž subjekt podívá na kartu, pak bude alespoň jedna nervová buňka jejího zrakového systému ve stavu superpozice , kdy současně bude a nebude vydávat vzruch. Dekoherence této superpozice však proběhne v době odpovídající 10^(-13) až  10^(-20) sekundy.
    Podle všeho co je v současnosti známo, je vědomí projevem činnosti mozku, současné interakce možná 1-10 triliónů synapsí. Dekoherence způsobí, že nikdy nebudeme pozorovat kvantovou superpozici. Mozek dokonale proplétá subjektivní vědomí s prostředím, dekoherence je v jádru jeho činnosti.
    To je kromě vysoké teploty mozku (přibližně 37st.C ve zdraví) základní důvod, proč není možné vykládat vědomí jako soubor kvantových událostí a interakcí, což předpokládá Hameroffova-Penrosova teorie stejně jako Stappův model, podle něhož myšlenkové události odpovídají kvantovým událostem mezi mnoha neurony. Neuronální interakce týkající se neurotubulů, na nichž   Hameroffova-Penrosova teorie předpokládá kvantové události, které mají být podkladem vědomí, totiž probíhají v časovém rozmezí  10^(-3) až  10^(-1) sekundy, to je o 10-19 řádů delší doba než doba, v níž proběhne dekoherence. Ve vztahu k činnosti funkčních systémů včetně systémů tvořících vědomí je tedy mozek klasický, nikoli kvantový systém.  

==============================================================

       Tolik František Koukolík. Dále bych chtěl vysvětlit, můj trochu jiný názor fyzika.  Zejména

1. že případný vztah kvantové teorie a vědomí je poněkud jiný a ten vztah k náboženství a

2. že zmíněný problém s interpretací kvantové teorie dekoherence neřeší.

    Než se dostanu k tomu abych to naformuloval, doporučuji shlédnout populární pořad o kvantové teorii v podání popularizítora Briana Greenea, vystoupí v něm i velcí fyzikové:

 

https://www.youtube.com/watch?v=RDXhitmVyus

Na videu je výběr některých vlasností a jevů kvantové teorie. Záhada, kterou se zabýval František Koukolík je jen letno zmíněná na závěr.  

 

Kvantová teorie, mozek a vědomí podrobněji

 

F. Koukolík: ".... existuje kvantová karta. Může vypadat jako hrací karta s obrázkem dejme tomu královny. Stojí v dokonalé rovnováze na spodní hraně. Protože je to kvantová karta, spadne z této dokonale vyrovnané polohy na obě strany současně. Kvantoví fyzikové tomuto stavu říkají superpozice. Pozorovatel však spatří jen jednu stranu - obrázek královny, nebo zadní stranu karty."

 

Já: Pokud pozorovatel spatří vždy jen jednu stranu, na základě čeho potom můžeme tvrdit, že spadla na dvě strany současně? Karta není zrovna ideální pedagogický příklad, podobně jako slavná Schrödingerova kočka, u které také laik neví, proč by měla být současně živá i mrtvá. (A neodpustím si ještě poznámku - kvantová karta může spadnout na dvě strany i když není přesně v rovnováze, ale když je nakloněna, pravděpodobnosti pádu na jednu nebo druhou stranu se liší)

 

Nejdříve stručně a méně názorně:

Pokud karta spadla na stranu A a podívali jsme se, že takto spadla, pozorujeme dále nějaké fyzikální důsledky DA (nebudu teď vymýšlet jaké, předpokládejme že pád karty prostě nějaké důsledky má, poněvadž je napojena na další mechanizmus...atp.). Pokud jsme zjistili, že spadla na stranu B, následně pozorujeme důsledky DB. Když necháme takto kartu padat víckrát, budeme tedy pozorovat množství důsledků DA a DB. Pokud se ale nebudeme dívat, na kterou stranu karta spadla, tak budeme pozorovat důsledky DC, tedy něco nového - kvantový efekt. Kvantová teorie (KT) umí předpovědět/vysvětlit tyto důsledky DC, ale k tomu právě potřebuje ve výpočtu zohlednit obě možnosti, jak mohla karta spadnout. KT ale netvrdí, že karta skutečně spadla na dvě strany. Pokud něco takového fyzik říká, nemyslí to doslova, myslí tím jen, že na budoucím výsledku měření se podepíší obě možnosti a ty se s jistotou projeví pouze ve výpočtu. Kartu spadlou na obě strany současně jednak nepozorujeme a jednak by to např. i bylo ve sporu se zákonem zachování hmoty - dvě karty místo původně jedné znamenají novou hmotnost karty navíc. Ale pokud pozorujeme důsledky DC, nelze ani předpokládat, že reálně spadla jen na jednu ze dvou stran. :-O

 

Nyní detailněji totéž na konkrétním příkladě:

Tyto principy se vykládají na příkladu reálného experimentu s elektrony, tzv. dvouštěrbinového experimentu. Odkazoval jsem na video, na kterém byl tento experiment ve variantě s bowlingovými koulemi. Experiment byl původně proveden se světlem a kdysi dokázal vlnové vlastnosti světla - Youngův pokus - viz zde:

http://luf7.webnode.cz/podivny-kvantovy-svet-1/younguv-experiment/ , a tentýž pokus později provedený s elektrony dokázal vlnové vlastnosti elektronů. Viz také video zde, 3. až 6. minuta:

https://www.youtube.com/watch?v=_r_6G0nxYPg

Vystřelíme elektron proti desce, ve které jsou vytvořeny dvě štěrbiny. V KT nemůže mít elektron přesně definovanou polohu a rychlost (jedná se o fyzikální princip - viz google heslo Heisenbergova relace neurčitosti) a proto nelze v principu předpovědět kam na desku elektron dopadne. Pokud se o desku nezarazí, proletí přes tyto dvě štěrbiny dál a následně je detekován. Původně byla pro detekci použita fotografická deska. V analogii s kvantovou kartou budeme pozorovat: Pokud se "podíváme", kterými štěrbinami elektrony prolétnou (např. umístíme těsně za štěrbiny světelný paprsek, který se rozptýlí při průletu elektronu), tak elektrony budou dopadat s největší pravděpodobností do dvou míst, přímo za každou štěrbinou, budeme pozorovat dva rozmazané flíčky - to jsou ty důsledky DA, DB (tak by dopadaly dle klasické fyziky např. ty bowlingové koule). Pokud se nepodíváme, budeme pozorovat interferenční obrazec - důsledek DC viz výše ten odkaz s obrázky: Je zde znázorněna světelná vlna jak se šíří shora směrem k desce se dvěma štěrbinami. Vlnoplochy jsou znázorněny soustřednými kruhy, které se šíří od zdroje (který je někde nahoře mimo obraz). Po průchodu vlny štěrbinami se vlny šíří od každé štěrbiny zvlášť a interferují spolu - v některých místech se amplitudy sčítají a tak vznikají místa maximální intenzity, jinde se odečítají a v těch místech není signál. Taková ilustrace jak souvisí s elektrony? - Elektrony jsou v kvantové teorii popsány pomocí tzv. vlnové funkce, která v této situaci vypadá podobě jako šířící se vlna a vysvětluje právě ten interferenční obrazec, jaký zanechají elektrony - viz ten černobílý obrázek dole. Interferenční obrazec umí KT vysvětlit právě jako důsledek toho, že elektron měl dvě možnosti jak se mohl dostat přes ty dvě štěrbiny. Jev nelze vysvětlit tak, jak by člověka napadlo - že elektrony procházející přes jednu štěrbinu interagují s elektrony procházející přes druhou, protože interferenci DC pozorujeme i v případě že elektrony posíláme tak řídce, že se vzájemně nemohou potkat. Mimochodem je zajímavé, že pokud jednu štěrbinu zakryjeme a dostaneme např. pouze důsledky DA, elektrony dopadají do míst, do kterých nemohou dopadnout při otevřených obou štěrbinách - tedy přidáním další možnosti, kudy mohl elektron proletět mu vlastně zabráníme dopadnout tam, kam před tím mohl. Nikdo netuší jak elektron udělá, že využije obou štěrbin současně a ani nelze předpokládat že obou možností opravdu využil. Několik desítek let se fyzikové pokoušeli vymyslet nějaký mechanizmus, až to nakonec vzdali.

Poznámka: Není možné zjistit kudy letí elektron, tak aby současně zůstal zachován interferenční obrazec DC. Byly vymýšleny různé triky, ale vždy když zjistíme kudy letí, ovlivníme ho natolik, že zrušíme interferenční obrazec. Vypadalo to nejdříve jako technický problém ale ukázalo se, že to je přírodní princip. Je to něco podobného jako když se lidi kdysi pokoušeli postavit perpetuum mobile a domnívali se že naráží jen na technické problémy než byl objeven zákon zachování energie, který perpetuum vylučoval z principu.

 

 

F. Koukolík: "V současnosti se nejčastěji hovoří o třech vzájemně soupeřících výkladech uvedeného jevu, jež je těžištěm kvantové teorie: první výklad se jmenuje kodaňská interpretace, druhý je teorie mnoha světů, třetí je teorie dekoherence."

 

Já: Předně, co je tu vlastně potřeba vykládat? Jak to karta udělá, že spadne na dvě strany, ale při tom jí najdeme vždy jen na jedné (nebo elektron jak to udělá že využije obou štěrbin současně) - to již problém není. Tedy ne že bychom odpověď věděli. Fyzikové původně po neúspěšném uvažovaní přijali stanovisko, že to nebudou považovat za problém. Argument byl - úkolem vědy je vysvětlit/předpovědět co můžeme pozorovat a to kvantová teorie plně umožňuje. Co pozorovat z principu nemůžeme, tak o tom nemá smysl spekulovat, protože možné hypotézy beztak nemůžeme ověřit a neověřitelné spekulace jsou tématem když tak pro filozofy a nepatří do vědy. Tedy KT je dobrá i tak (s tím nesouhlasil Einstein: "Co se děje s elektronem, možná nepůjde popsat v pojmech vln, nebo částic, ale něco se s ním dít musí a dokud fyzikové nepřijdou na to co, tak nesplnili svůj úkol"). Později se ukázalo pravdivé to, co říkal Feynman - "Ani sama příroda neví, kde je ten elektron". Konkrétně to byly Bellovy nerovnosti, které vylučují možnost doplnit KT o nějaký takový mechanizmus (kterému říkají fyzikové teorie skrytých parametrů). Takže to byl jen náš (i Einsteinův) mylný dojem, že se jedná o nezodpovězenou otázku. Případný problém KT je jinde.

Poznámka: Nejen že příroda neví, kde je elektron, dalo by se říci, že příroda to nesmí vědět. Díky tomuto "zákazu" např. nespadne elektron do atomového jádra, ke kterému je elektricky přitahován, protože tam by musel mít své místo, v objemu příliš malém. Tím je právě zajištěna stabilita atomů.

 

Jak bylo zmíněno, chování elektronu je určeno vlnovou funkcí, která může být např. řešením Schrödingerovy rovnice (nebo rovnice Diracovy, nebo může být určena Feynmanovým integrálem přes historie ... možností je víc). Obecně může být definována v celém prostoru a její hodnoty se v čase vyvíjí. Když se rozhodneme v nějakém okamžiku zjistit, kde se nachází elektron, tak ta funkce nám předpoví, s jakou pravděpodobností bude ve kterém místě. KT umí dát jen pravděpodobnostní předpovědi, více od přírody chtít nemůžeme (a Einstein měl problém s tím, že by se příroda opravdu chovala náhodně: "Bůh nehraje v kostky").

 

Takový popis přírody přináší otázku, co z uvedeného vyplývá pro náš svět a vesmír jako takový? Původní výklad se nazýval kodaňská interpretace KT, později se přidaly výklady založené na Everettovské "mnohasvětové" interpretaci. Osobně nejsem zastáncem ani jednoho z nich. Přírodě ještě nerozumíme tolik, abychom z dosavadních znalostí mohli vyvozovat takové důsledky, zejména tak absurdní, jak posoudíte sami. Na druhou stranu ani nejsem zastáncem rozšířeného názoru, že žádný výklad není potřeba. Pro praktické účely fyzikálních aplikací není, ale světu rozumět chci. Souhlasím, že z vědeckého hlediska nelze přijmout konstrukci, dokud není ověřena, ale přesto, že žádná taková konstrukce v tomto případě být ověřena zřejmě nemůže, alespoň nějaký "rozumný" návrh by to chtělo. A tady je myslím prostor pro budoucího tvůrce.

 

Kodaňská interpretace KT a důsledky

Systém (elektron, karta, molekula...) je popsán vlnovou funkcí až do okamžiku, kdy člověk provede na systému měření. V tomto okamžiku nastane její tzv. kolaps - systém se podle ní přestává vyvíjet a obdržíme výsledek pravděpodobnostní povahy. V tom okamžiku se současně ztratila informace o všech možnostech, jak se mohl pohybovat a kde mohl být nalezen. Pro výklad KT je nutný pozorovatel, který provede na kvantovém systému měření. Toto je základní myšlenka kodaňské interpretace.

 

Co z toho plyne? Teprve měřením začal elektron reálně existovat. Do té doby byl všude a nikde(?), o jeho existenci nešlo říci nic konkrétního. Pokud bychom si chtěli za každou cenu představit nějakou realitu, která stojí za matematickým zápisem, řekli bychom, že se vyvíjely možnosti všech možností co se s ním mohlo dít.

Poznámka: A co se s ním mohlo dít, některé ty možnosti vůbec nemusí odpovídat scénářům z klasické fyziky. Klasické dráhy vycházející z počáteční podmínky sice mají na výsledek hlavní vliv, ale realizují se všechny myslitelné dráhy - různě zakřivené, nebo klikaté, v tom smyslu, že pokud je započítáme, obdržíme přesnější předpověď. Pokud místo elektronu sledujeme foton, je třeba i započítat možnosti, že tento v každém okamžiku zmizí a vytvoří se pár částice-antičástice, který zase zanikne za vzniku původního fotonu. Vůbec neplatí, že úhel odrazu se nutně rovná úhlu dopadu. Zákon zachování energie může být v KT na chvilku porušen a ve vakuu bez jakékoli příčiny vznikne pár částice+antičástice a zase zanikne a v atomu se dá pozorovat jev (Lambův posuv) , který je důsledkem interakce s těmito "neexistujícími" částicemi ...atp. Poté, co přestal být elektron člověkem sledován, opět se vyvíjí jeho vlnová funkce s novou počáteční podmínkou odpovídající stavu, ve kterém byl naposledy spatřen.

 

Tato představa dovedena do důsledků v podstatě říká, že všechno co existuje, včetně vesmíru, tak existuje jen v okamžiku kdy je to pozorováno a jen díky tomu. Opět nesouhlasí Einstein: "I když předpovědi KT jsou v pozoruhodné shodě s experimentem, přesto si myslím, že Měsíc obíhal okolo Země dříve, než na Zemi byli lidé, kteří ho mohli pozorovat". Není mi jasné, jak to geniální fyzikové vlastně mysleli, co mělo být dříve, vesmír nebo člověk? Tady si dovolím vlastní fantazii: Po dobu 13 miliard let od velkého třesku se vyvíjely možnosti všech možných vývojů vesmíru, až když vznikla možnost existence člověka, tak teprve najednou všechno vzniklo - jeden konkrétní vesmír, který byl stvořen i se životem na Zemi a prvním člověkem (že prý jím byl Adam). Podle interpretace kodaňské i křesťanské ve shodě, vesmír vděčí za svoji existenci člověku - podle kodaňské protože ho člověk uviděl, podle křesťanské, protože kvůli člověku ho Bůh stvořil. Nejsem sám, koho něco podobného napadlo (podobně uvažoval např. John Wheeler). Myslím, že toto by byl možný argument věřících o tom jak věda potvrzuje bibli a mnohý ateista by měl problém jej vyvracet.

 

   U této interpretace ale nastává ještě jiná otázka - ve kterém přesně okamžiku nastává ten kolaps vlnové funkce, který je pro člověka okamžikem provedení měření a co konkrétně ho způsobí? Nastává kolaps tehdy, když měřicí přístroj detekuje elektron v nějakém místě? - Není důvod si to myslet. Měřicí přístroj je fyzikální systém jako každý jiný a když jeho vlnová funkce vejde v interakci s vlnovou funkcí elektronu, tak se tyto vzájemně prováží a podle KT je přístroj v superpozici všech možných výsledků, až dokud není pozorován. Tak tedy ten okamžik nastane, když fotony z přístroje dopadnou na sítnici v oku pozorovatele, nebo když se signál přenese do jeho mozku? Odpověď podle John von Neumanna je, že výsledek experimentu nastává tehdy, když si jej pozorovatel uvědomí. Důvodem je zřejmě to, že vědomí je přeci jen ještě takové tajemné, jelikož mu nerozumíme jak bychom chtěli, tak tam se předpokládá možný prostor i pro tajemný kolaps vlnové funkce. Ostatní procesy, jako vidění a přenos nervového vzruchu by se měly řídit KT. Vědomí podmiňuje hmotu - to je ta případná souvislost lidského vědomí a KT, kterou jsem sliboval. Kromě zmíněných náboženských významů je zde zřejmě možné vymýšlet ještě další varianty o tom, že svět je jen virtuální realita, která se nastavuje našemu vědomí...atp.

Co bylo dříve, hmota nebo duch? Podle Marxistického tzv. vědeckého světonázoru byla prvotní hmota a proto z ideologických důvodů byla původně v Sovětském svazu KT zakázaná, jakožto buržoazní idealistická pavěda. Tedy tyto uvedené myšlenky ohledně vědomí brali vážně i v Sovětském svazu! :-)

 

F.Koukolík vyvrací Hameroff-Penroseovu teorii, ale podle mne zbytečně, kromě autorů teorie neznám nikoho kdo jí kdy bral vážně. Zřejmě se autoři pokoušeli najít mechanizmus pro zmíněnou myšlenku John von Neumanna. Já osobně jsem se s ní tedy neseznámil natolik, abych plně porozuměl jak může dojít k objektivnímu kolapsu vlnové funkce, ale pokud by opravdu objektivní kolaps vlnové funkce mohl nastat v mozku, musela by být i možnost, že nastane mimo mozek, vzhledem k tomu co už víme o mozku. Kdyby se na něco takového přišlo, byla by to fyzikální světová bomba a nevšiml jsem si, že by nějaká bouchla. Koho to zajímá, něco o ní je zde: http://www.osel.cz/index.php?clanek=7442 , včetně diskuze čtenářů fyzikálně vzdělaných.

Pokud je vztah vědomí a KT daný tak, jak jsem uvedl v minulém odstavci a vědomí je čistě jen výsledkem biochemie mozku, pak osobně nevidím možnost, kde by jak mohlo dojít ke kolapsu vlnové funkce.

 

Kvantová teorie s kodaňskou interpretací není bezproblémová. Má dobrý smysl v případě, kdy je dobře odlišen kvantový systém a vnější, "klasický" pozorovatel.

 

 

 

 

POKRAČOVÁNÍ BUDE AŽ BUDU MÍT ČAS :-)