5.1. Квантовая теория: головоломки и парадоксы 375
останется (а крест в их названии оказался символичен - им и перечеркнем). Иначе говоря, свыкаться нам предстоит лишь с Z-загадками.
Учитывая вышесказанное, мы имеем полное право поинтересоваться, где же проходит граница между Z-загадками и X-загадками. Одни физики утверждают, что квантовых загадок, которые следовало бы в этом смысле классифицировать как X-загадки, попросту нет, - все странные и на первый взгляд парадоксальные утверждения, в которые нам предлагает поверить квантовый формализм, действительно истинны и описывают реальный мир, нужно только правильным образом на этот самый мир посмотреть. (Если такие люди хотят избежать обвинений в отсутствии логики и всерьез воспринимают возможность описания физической реальности в терминах "квантовых состояний", то они должны также верить и во "множественность миров" в той или иной форме (см. §6.2). Согласно этой концепции, шрёдингеровы мертвая и живая кошки обитают в различных "параллельных" вселенных. Вы видите кошку, и тут же в каждой из двух вселенных возникает по вашей копии, один из вас глядит на живую кошку, а другой - на мертвую.) Другие физики устремляются к противоположной крайности. По их мнению, я слишком благодушно настроен по отношению к квантовому формализму, раз полагаю, что всем этим необъяснимым ЭПР-феноменам (о которых, напоминаю, мы еще поговорим) и впрямь найдется в будущем экспериментальное подтверждение. Я никоим образом не настаиваю, что все должны непременно разделять мое мнение о том, где именно надлежит проводить границу между Z- и X-загадками. Мой выбор определяется предположениями, согласующимися с точкой зрения, которую я представлю в следующей главе, в §6.12.
Вряд ли уместно будет приводить на этих страницах исчерпывающее объяснение природы квантовой теории. Поэтому в настоящей главе я ограничусь относительно кратким (но в достаточной мере полным) описанием некоторых необходимых нам аспектов теории, особое внимание уделив при этом природе Z-загадок. В следующей главе я расскажу, почему я полагаю, что наличие Х-загадок делает современную квантовую теорию неполной, невзирая на все те поразительные экспериментальные подтверждения, которыми она на сегодняшний день может похвастаться. Читателям, желающим познакомиться с квантовой
376 Глава 5
теорией поближе, я рекомендую обратиться к НРК (глава 6) или к более специальной литературе - например, [94], или [70].
Далее (глава 6, §6.12) я представлю одну новую идею относительно уровня, на котором имеет смысл предпринимать попытки усовершенствования квантовой теории (думаю, следует предупредить читателя, что идея эта существенно отличается от той, что была предложена в НРК, хотя мотивы остались почти теми же). В §7.10 (и в §7.8) я приведу некоторые предварительные причины, позволяющие предположить, что подобные попытки вполне могут быть связаны с невычислимостью в том общем смысле, который нас так интересует. Что касается стандартной квантовой теории, то невычислимой она является лишь постольку, поскольку в измерительной процедуре здесь наличествуют случайные элементы. Случайные же элементы, как я особо подчеркивал в первой части (§§3.18, 3.19), не способны сами по себе обусловить ту невычислимость, которая нам потребуется в конечном итоге для понимания процессов мышления.
Рассмотрим для начала некоторые из наиболее поразительных Z-загадок квантовой теории на примере двух весьма показательных и мозгодробительных головоломок.
5.2. Задача Элитцура- Вайдмана об испытании
бомб
Вообразим себе бомбу, в носовой части которой закреплен детонатор, настолько чувствительный, что при малейшем давлении на него бомба взрывается. Для срабатывания такого детонатора достаточно одного-единственного фотона видимого света, хотя в некоторых случаях детонатор заклинивает, и бомба взорваться не может - бомбу с неисправным детонатором мы будем называть "холостой". Предположим, что детонатор снабжен зеркальцем, подвижно закрепленным на носу бомбы таким образом, что при отражении зеркальцем одного фотона (видимого света) оно смещается и приводит в движение ударный механизм, в результате чего бомба взрывается - за исключением, разумеется, тех случаев, когда бомба оказывается холостой, т. е. когда чувствительный механизм детонатора заклинивает. Поскольку все упомянутые устройства работают по классическим законам, мы должны также предположить, что после того, как бомба собрана,
- Пенроуз р. Тени разума: в поисках науки о сознании. 1994
- Часть I. Почему для понимания разума необходима новая физика?
- Глава 1. Сознание и вычисление 27
- Глава 2. Гёделевское доказательство 111
- Глава 3. О невычислимости в математическом мышлении 206
- Часть II. Новая физика, необходимая для понимания разума в поисках невычислительной физики разума
- Глава 4. Есть ли в классической физике место разуму? 339
- Глава 5. Структура квантового мира 373
- Глава 6. Квантовая теория и реальность 474
- Глава 7. Квантовая теория и мозг 534
- Глава 8. Возможные последствия 598
- Часть I
- Часть I
- 1.1. Разум и наука
- 1.2. Спасут ли роботы этот безумный мир?
- 1.2. Спасут ли роботы этот безумный мир? 31
- 1.2. Спасут ли роботы этот безумный мир? 33
- 1.3. Вычисление и сознательное мышление
- 1.3. Вычисление и сознательное мышление 35
- 1.3. Вычисление и сознательное мышление 37
- 1.3. Вычисление и сознательное мышление 39
- 1.4. Физикализм и ментализм 41
- 1.4. Физикализм и ментализм
- 1.5. Вычисление: нисходящие и восходящие процедуры
- 1.5. Вычисление: нисходящие и восходящие процедуры 43
- 1.5. Вычисление: нисходящие и восходящие процедуры 45
- 1.7. Хаос
- 1.7. Хаос 49
- 1.7. Хаос 51
- 1.8. Аналоговые вычисления
- 1.8. Аналоговые вычисления 53
- 1.8. Аналоговые вычисления 55
- 1.9. Невычислительные процессы
- 1.9. Невычислительные процессы 57
- 1.9. Невычислительные процессы 59
- 1.9. Невычислительные процессы
- Глава I
- 1.9. Невычислительные процессы 65
- Глава I
- 1.10. Завтрашний день
- 1.10. Завтрашний день 67
- Глава I
- 1.11. Обладают ли компьютеры правами и несут ли ответственность?
- 1.12. "Осознание", "понимание", "сознание", "интеллект" 71
- 1.12. "Осознание", "понимание", "сознание", "интеллект"
- 1.12. "Осознание", "понимание", "сознание", "интеллект" 73
- 1.12. "Осознание", "понимание", "сознание", "интеллект" 75
- 1.13. Доказательство Джона Серла 77
- 1.13. Доказательство Джона Серла
- 1.14. Некоторые проблемы вычислительной модели 79
- 1.14. Некоторые проблемы вычислительной модели 81
- Глава I
- 1.16. Доказательство на основании теоремы Гёделя 89
- 1.17. Платонизм или мистицизм?
- 1.17. Платонизм или мистицизм? 91
- 1.18. Почему именно математическое понимание?
- 1.18. Почему именно математическое понимание? 93
- 1.19. Какое отношение имеет теорема Гёделя к "бытовым" действиям?
- 1.20. Мысленная визуализация и виртуальная реальность 101
- 1.20. Мысленная визуализация и виртуальная реальность 103
- 2.1. Теорема Гёделя и машины Тьюринга
- 2.1. Теорема Гёделя и машины Тьюринга 113
- 2.2. Вычисления
- 2.2. Вычисления 115
- 2.3. Незавершающиеся вычисления
- Глава 2
- 2.6. Возможные формальные возражения против & 129
- 2.6. Возможные формальные возражения против
- 2.6. Возможные формальные возражения против & 133
- 2.6. Возможные формальные возражения против 135
- 2.6. Возможные формальные возражения против 137
- 2.6. Возможные формальные возражения против 139
- 2.6. Возможные формальные возражения против 141
- 2.6. Возможные формальные возражения против 143
- 2.8. Условие -непротиворечивости 151
- 2.8. Условие -непротиворечивости
- 2.8. Условие -непротиворечивости 153
- 2.9. Формальные системы и алгоритмическое доказательство
- 2.10. Возможные формальные возражения против (продолжение)
- 2.10. Возможные формальные возражения против 159
- 2.10. Возможные формальные возражения против 161
- 2.10. Возможные формальные возражения против 165
- 2.10. Возможные формальные возражения против 167
- 2.10. Возможные формальные возражения против 169
- 2.10. Возможные формальные возражения против 171
- 2.10. Возможные формальные возражения против 173
- 2.10. Возможные формальные возражения против 175
- 2.10. Возможные формальные возражения против 177
- 2.10. Возможные формальные возражения против 179
- 2.10. Возможные формальные возражения против 181
- 2.10. Возможные формальные возражения против 183
- 2.10. Возможные формальные возражения против 185
- 2.10. Возможные формальные возражения против 187
- 2.10. Возможные формальные возражения против 189
- 2.10. Возможные формальные возражения против 191
- 3.1. Гёдель и Тьюринг
- 3.1. Гёдель и Тьюринг 207
- 3.2. Способен ли необоснованный алгоритм познаваемым образом моделировать математическое понимание?
- 3.3. Способен ли познаваемый алгоритм непознаваемым образом моделировать математическое понимание?
- 3.4. Не действуют ли математики, сами того не осознавая, в соответствии с необоснованным алгоритмом?
- 3.5. Может ли алгоритм быть непознаваемым?
- 3.5. Может ли алгоритм быть непознаваемым? 231
- 3.5. Может ли алгоритм быть непознаваемым? 233
- 3.6. Естественный отбор или промысел Господень?
- 3.6. Естественный отбор или промысел Господень? 235
- 3.7. Алгоритм или алгоритмы?
- 3.7. Алгоритм или алгоритмы? 237
- 3.9. Алгоритмы обучения 243
- 3.9. Алгоритмы обучения
- 3.9. Алгоритмы обучения 245
- 3.11. Как обучаются роботы? 249
- 3.11. Как обучаются роботы?
- 3.11. Как обучаются роботы? 251
- 3.13. Механизмы математического поведения робота 257
- 3.13. Механизмы математического поведения робота 259
- 3.14. Фундаментальное противоречие 261
- 3.14. Фундаментальное противоречие
- 3.14. Фундаментальное противоречие 263
- 3.15. Способы устранения фундаментального противоречия
- 3.16. Необходимо ли роботу верить в механизмы м?
- 3.16. Необходимо ли роботу верить в механизмы м? 267
- 3.16. Необходимо ли роботу верить в механизмы м? 269
- 3.17. Робот ошибается и робот "имеет в виду"?
- 3.17. Робот ошибается и робот "имеет в виду"? 271
- 3.19. Исключение ошибочных -утверждений 275
- 3.19. Исключение ошибочных -утверждений
- 3.21. Окончателен ли приговор?
- 3.21. Окончателен ли приговор? 285
- 3.22. Спасет ли вычислительную модель разума хаос? 287
- 3.23. Reductio ad absurdum - воображаемый диалог 291
- 3.23. Reductio ad absurdum - воображаемый диалог 293
- 3.23. Reductio ad absurdum - воображаемый диалог 295
- 3.23. Reductio ad absurdum - воображаемый диалог 297
- 3.23. Reductio ad absurdum - воображаемый диалог 301
- 3.24. Не парадоксальны ли наши рассуждения?
- 3.24. Не парадоксальны ли наши рассуждения? 305
- 3.24. Не парадоксальны ли наши рассуждения? 307
- 3.25. Сложность в математических доказательствах 309
- 3.25. Сложность в математических доказательствах
- 3.25. Сложность в математических доказательствах 311
- 3.26. Разрыв вычислительных петель 313
- 3.26. Разрыв вычислительных петель
- 3.26. Разрыв вычислительных петель 315
- 3.26. Разрыв вычислительных петель 317
- 3.27. Вычислительная математика: процедуры нисходящие или восходящие?
- 3.28. Заключение
- 3.28. Заключение 323
- 3.28. Заключение 325
- 3.28. Заключение 327
- 3.28. Заключение 329
- 3.28. Заключение 331
- 3.28. Заключение 333
- 3.28. Заключение 335
- Часть II
- 4.1. Разум и физические законы
- 4.1. Разум и физические законы 341
- 4.2. Вычислимость и хаос в современной физике
- 4.2. Вычислимость и хаос в современной физике 343
- 4.4. Эйнштейнов наклон 345
- 4.4. Эйнштейнов наклон
- 4.4. Эйнштейнов наклон 347
- 4.4. Эйнштейнов наклон
- 4.4. Эйнштейнов наклон
- 4.4. Эйнштейнов наклон
- 4.4. Эйнштейнов наклон 355
- Глава 4
- 4.4. Эйнштейнов наклон
- 4.4. Эйнштейнов наклон 359
- 4.5. Вычисления и физика
- 4.5. Вычисления и физика 361
- 4.5. Вычисления и физика 363
- 4.5. Вычисления и физика
- 4.5. Вычисления и физика 367
- 4.5. Вычисления и физика 369
- 4.5. Вычисления и физика 371
- 5.1. Квантовая теория: головоломки и парадоксы
- 5.1. Квантовая теория: головоломки и парадоксы 375
- 5.2. Задача Элитцура - Вайдмана об испытании бомб 377
- 5.3. Магические додекаэдры
- 5.3. Магические додекаэдры
- 5.3. Магические додекаэдры
- 5.3. Магические додекаэдры 383
- 5.3. Магические додекаэдры 385
- Глава 5
- Глава 5
- Глава 5
- 5.6. Основные правила квантовой теории
- 5.6. Основные правила квантовой теории 403
- 5.7. Унитарная эволюция u 405
- 5.7. Унитарная эволюция u
- 5.7. Унитарная эволюция u 407
- 5.7. Унитарная эволюция u 409
- Глава 5
- 5.8. Редукция r вектора состояния
- 5.8. Редукция r вектора состояния 411
- 5.8. Редукция r вектора состояния 413
- Глава 5
- Глава 5
- 5.10. Квантовая теория спина. Сфера Римана 421
- 5.10. Квантовая теория спина. Сфера Римана
- 5. . Квантовая теория спина. Сфера Римана
- 5.10. Квантовая теория спина. Сфера Римана
- 5.10. Квантовая теория спина. Сфера Римана 427
- Глава 5
- 5.10. Квантовая теория спина. Сфера Римана 429
- 5.12. Гильбертово пространство 433
- 5.12. Гильбертово пространство
- 5. / 2. Гильбертово пространство
- Глава 5
- 5.12. Гильбертово пространство 437
- 5.13. Описание редукции r в терминах гильбертова пространства
- 5.14. Коммутирующие измерения
- 5.15. Квантовомеханическое "и"
- 5.16. Ортогональность произведений состояний
- 5.17. Квантовая сцепленность
- 5.17. Квантовая сцепленность 451
- 5.17. Квантовая сцепленность 453
- 5.17. Квантовая сцепленность 455
- 5.17. Квантовая сцепленность 457
- Глава 5
- 5.18. Объяснение загадки магических додекаэдров
- 5.18. Объяснение загадки магических додекаэдров 459
- 5.18. Объяснение загадки магических додекаэдров 463
- 5.18. Объяснение загадки магических додекаэдров 465
- 6.1. Является ли r реальным процессом?
- 6.1. Является ли r реальным процессом? 475
- 6.1. Является ли r реальным процессом? 477
- 6.2. О множественности миров 479
- 6.2. О множественности миров
- 6.2. О множественности миров 481
- 6.3. Не принимая вектор всерьез
- 6.3. Не принимая вектор всерьез 483
- 6.3. Не принимая вектор всерьез 485
- 6.4. Матрица плотности
- 6.4. Матрица плотности 489
- 6.4. Матрица плотности 491
- 6.4. Матрица плотности 493
- 6.4. Матрица плотности 495
- 6.5. Матрицы плотности для эпр-пар
- 6.5. Матрицы плотности для эпр-пар 497
- 6.6. Fapp-объяснение процедуры r 499
- 6.6. Fapp-объяснение процедуры r
- 6.6. Fapp-объяснение процедуры r 503
- 6.6. Fapp-объяснение процедуры r 505
- 6.7. Fapp-объяснение правила квадратов модулей
- 6.7. Fapp-объяснение правила квадратов модулей 507
- 6.9. А теперь попробуем принять действительно всерьез
- Глава 6
- 6.10. Гравитационная редукция вектора состояния 515
- 6.10. Гравитационная редукция вектора состояния
- 6. 10. Гравитационная редукция вектора состояния 517
- 6.11. Абсолютные единицы 519
- 6.11. Абсолютные единицы
- 6.12. Новый критерий 521
- 6.12, Новый критерий
- 6.12. Новый критерий 523
- 6.12. Новый критерий 525
- 6.12. Новый критерий 527
- 6.12. Новый критерий 529
- 6.12. Новый критерий 531
- 7.2. Нейроны, синапсы и компьютеры
- 7.2. Нейроны, синапсы и компьютеры 541
- 7.2. Нейроны, синапсы и компьютеры 543
- 7.3. Квантовые вычисления
- 7.3. Квантовые вычисления 545
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки 547
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки 549
- Глава 7
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки
- Глава 7
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки 553
- Глава 7
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки
- Глава 7
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки 557
- 7.4. Цитоскелет и микротрубочки
- 7.5. Квантовая когерентность внутри микротрубочек 561
- 7.5. Квантовая когерентность внутри микротрубочек
- 7.5. Квантовая когерентность внутри микротрубочек 563
- 7.6. Микротрубочки и сознание
- 7.6. Микротрубочки и сознание 565
- 7.7. Модель разума
- 7.7. Модель разума 569
- 7.7. Модель разума 571
- 7.7. Модель разума 573
- 7.8. Невычислимость в квантовой гравитации (1)
- 7.8. Невычислимость в квантовой гравитации (1) 577
- 7.9. Машины с оракулом и физические законы
- 7.9. Машины с оракулом и физические законы 579
- 7.10. Невычислимость в квантовой гравитации (2) 581
- 7.10. Невычислимость в квантовой гравитации (2)
- 7.10. Невычислимость в квантовой гравитации (2) 583
- 7.11. Время и сознательное восприятие
- 7.11. Время и сознательное восприятие 585
- Глава 7
- 7.11. Время и сознательное восприятие 587
- 7.11. Время и сознательное восприятие 589
- 8.1. Искусственные разумные "устройства"
- 8.1. Искусственные разумные "устройства" 599
- 8.1. Искусственные разумные "устройства" 601
- 8.2. Что компьютеры умеют делать хорошо... И что не очень
- 8.3. Эстетика и т. Д.
- 8.4. Опасности компьютерных технологий
- 8.4. Опасности компьютерных технологий 611
- 8.5. Неправильные выборы 613
- 8.5. Неправильные выборы
- 8.5. Неправильные выборы 615
- 8.6. Физический феномен сознания 617
- 8.6. Физический феномен сознания
- 8.6. Физический феномен сознания 619
- 8.6. Физический феномен сознания 621
- 8.6. Физический феномен сознания 623
- 8.7. Три мира и три загадки 625
- 8.7. Три мира и три загадки
- 8.7. Три мира и три загадки 627
- 8.7. Три мира и три загадки
- 8.7. Три мира и три загадки 631
- 8.7. Три мира и три загадки 633
- 8.7. Три мира и три загадки 635
- 8.7. Три мира и три загадки 637
- 8.7. Три мира и три загадки 639