Na koniecznoœÌ w³¹czenia œwiadomego obserwatora do schematu pojêciowego teorii kwantów pierwszy wskaza³ John von Neumann [27], proponuj¹c tzw. ortodoksyjn¹ interpretacjê teorii kwantów. Podj¹³ on wszystkie idee szko³y kopenhaskiej, ale w odró¿nieniu od Bohra [28] przypisa³ aparaturze pomiarowej taki sam status jak mikroskopowemu obiektowi mierzonemu - obydwa uk³ady opisywane s¹ liniowymi równaniami teorii kwantów. Jednak pomiaru kwantowego nie mo¿na zakoùczyÌ w ramach liniowej mechaniki kwantowej [19]. Pomiar przeprowadzany nad uk³adem mikroskopowym przebiega w sposób, który ilustruje nastêpuj¹cy przyk³ad. Za³ó¿my, ¿e dysponujemy przyrz¹dem pomiarowym, który za pomoc¹ odpowiedniego wskaŸnika mo¿e pokazaÌ czy pewna cz¹stka uleg³a rozpadowi. Przyrz¹d ten mo¿na dostatecznie dok³adnie opisaÌ za pomoc¹ pojêÌ fizyki klasycznej. Mo¿liwe s¹ dwa wykluczaj¹ce siê wyniki pomiaru i teoria kwantów umo¿liwia obliczenie tylko ich prawdopodobieùstw. Chc¹c sprawdziÌ co pokazuje przyrz¹d musimy go oœwietliÌ. W dalszym ci¹gu teoria kwantów pozwala obliczyÌ tylko prawdopodobieùstwo tego, ¿e œwiat³o od wskaŸnika zostanie odbite w tym lub innym kierunku. Ten proces trwa tak d³ugo, a¿ odrzucimy jedn¹ z mo¿liwoœci i pozostawimy drug¹, poniewa¿ w naszym umyœle uœwiadomimy sobie, ¿e doœwiadczenie da³o taki a nie inny wynik.
W teorii kwantów zawsze pos³ugujemy siê pojêciem wektora stanu, który jest obiektem matematycznym wyra¿aj¹cym nasz¹ wiedzê o rozpatrywanym uk³adzie. Jeœli wykonamy pomiar, musimy zast¹piÌ dany wektor stanu nowym wektorem stanu, który uwzglêdnia zdobyt¹ w pomiarze wiedzê. Wiedza wymaga podmiotu, który posiada wiedzê. Z tego powodu von Neumann przyj¹³, ¿e redukcja superpozycji stanów w momencie pomiaru spowodowana jest przez umys³ œwiadomego obserwatora, który konstatuje rezultat zarejestrowany przez przyrz¹d pomiarowy. Dlatego nie mo¿na zast¹piÌ obserwatora jakimœ urz¹dzeniem nieo¿ywionym czy istot¹ ¿yw¹, ale nie dysponuj¹c¹ œwiadomym umys³em. Nie bacz¹c na to, ¿e mózg cz³owieka jest uk³adem fizycznym interpretacja ortodoksyjna odrzuca za³o¿enie, ¿e za pomoc¹ teorii kwantów mo¿na opisaÌ umys³ ludzki (lub jakiejœ innej istoty œwiadomej swego istnienia) wraz z jego wiedz¹ i samoœwiadomoœci¹.
Za³o¿enie, ¿e redukcja superpozycji stanów dokonuje siê w œwiadomoœci badacza, wprowadza bez w¹tpienia okreœlon¹ tezê filozoficzn¹ natury epistemologicznej [29]. Prowadzi ona do uznania wp³ywu ludzkiej œwiadomoœci na œwiat zewnêtrzny. Wszystkie spekulacje wyrastaj¹ce z pomys³u von Neumanna wydaj¹ siê nieistotne w porównaniu z po³¹czeniem uk³adu obiekt obserwowany - przyrz¹d z obserwatorem. Klasyczny wzorzec fizyki dzia³a tak, ze obserwator stoi w cieniu. Wskutek powtarzalnoœci wyników pomiaru, okreœlonej ich weryfikowalnoœci oraz przewidywania przez teorie fizyczne nowych faktów, fizyka uzyskiwa³a w swojej procedurze poznawczej swoist¹ obiektywnoœÌ i niezale¿noœÌ od umys³u obserwatora. Istnia³ on, lecz by³ g³êboko ukryty. W zwi¹zku z tym wszystkie wielkie spory epistemologiczne znalaz³y siê poza fizyk¹, by³a ona jakby ponad nimi. To, co od tysiêcy lat trapi³o filozofów - jak cz³owiek poznaje œwiat, jaki jest stosunek umys³u, œwiadomosci do rzeczy - dla fizyków, dziêki specyficznej metodzie poznawczej, w zasadzie nie istnia³o. Dopiero w propozycji von Neumanna trzeba by³o uprzytomniÌ sobie nieredukowalnoœÌ istnienia obserwatora obdarzonego œwiadomoœci¹ w samym akcie pomiaru. ŒwiadomoœÌ redukuj¹ca superpozycjê stanów to odnalezienie w zupe³nie nowym jêzyku mechaniki kwantowej starego, lecz ci¹gle ¿ywego w ludzkim myœleniu pytania o poznawczy akt cz³owieka [29]. Pytanie to zostaje podjête przez udzielenie konkretnej odpowiedzi przez von Neumanna. Wa¿ne jest to, ¿e fizyk po raz pierwszy musi w sposób bardzo drastyczny uœwiadomiÌ sobie, ¿e jego metoda poznawania œwiata jest poznawczym wysi³kiem cz³owieka i nie ucieknie od problemów, które stawia przed nim filozoficzna teoria poznania. PodzielaÌ trzeba wszelkie jej niepowodzenia i w¹tpliwoœci.
Przeciw interpretacji ortodoksyjnej wysuwa siê siedem g³ównych zarzutów:
1. PrzyjmujÂąc, Âże umysÂł podlega innym prawom niÂż caÂła reszta Âświata fizycznego, wyrzuca siĂŞ go tym samym poza nawias fizycznej rzeczywistoÂści i wikÂła siĂŞ w kÂłopotliwy problem psychofizyczny. Wymaga pojĂŞcia ÂświadomoÂści, teorii percepcji i teorii wyjaÂśniajÂącej dziaÂłanie umysÂłu, ale nie ma na jej temat nic do powiedzenia. Ponadto nie wyjaÂśnia, gdzie przebiega granica pomiĂŞdzy przyrzÂądem pomiarowym a obserwatorem i dlaczego umysÂł nigdy nie postrzega superpozycji stanĂłw.
2. ŒwiadomoœÌ umys³u nie jest precyzyjnie okreœlonym pojêciem, dlatego interpretacja ortodoksyjna jest tylko programem na poprawn¹ interpretacjê.
3. Proponuje trudny do zaakceptowania status istnienia wszechÂświata w okresie, gdy nie byÂło jeszcze ludzi ani Âżadnych innych Âświadomych obserwatorĂłw. Problem ten w groteskowej formie zostaÂł przedstawiony w 1935 roku przez SchrĂśdingera w postaci tzw. paradoksu kota SchrĂśdingera [30-34]. Z tego powodu z trudem nadaje siĂŞ do interpretacji kosmologii kwantowej [35,36].
4. Nie wyjaÂśnia rĂłwnieÂż wzglĂŞdnoÂści (zaleÂżnoÂści od sytuacji obserwatora) procesu redukcji superpozycji stanĂłw, co czĂŞsto przedstawia siĂŞ w formie tzw. paradoksu przyjaciela Wignera [13].
5. Przyjmuje, Âże to umysÂł czÂłowieka odpowiedzialny jest za kreowanie rzeczywistoÂści fizycznej [32]. Innymi sÂłowy, w interpretacji tej umysÂł czÂłowieka gra rolĂŞ Stworzyciela [37].
6. Nie proponuje obrazu rzeczywistoœci, który pogodzi³by istnienie natychmiastowych korelacji w kwantowych uk³adach rozci¹g³ych przestrzennie z relatywistycznym pojêciem równoczesnoœci zdarzeù (patrz czêœÌ 1.2).
7. Ma trudnoÂści z odpowiedziÂą na pytanie: czyjÂą wiedzĂŞ reprezentuje wektor stanu (albo raczej zredukowany operator gĂŞstoÂści) opisujÂący mĂłzg Âświadomego obserwatora?
W Âświetle ortodoksyjnej interpretacji teorii kwantĂłw pojawia siĂŞ pytanie o ontologiczny status wprowadzonego przez nas UT, w ktĂłrym rozgrywajÂą siĂŞ procesy kwantowe.
Za³o¿enie, przyjmowane przez interpretacjê ortodoksyjn¹, ¿e œwiadomoœÌ obserwatora znajduje siê poza zakresem teroii kwantów prowadzi do dualistycznej koncepcji natury. Wed³ug tej koncepcji rzeczywistoœÌ sk³ada siê z dwóch ró¿nych elementów: pierwszego - opisywanego przez teoriê kwantów i drugiego - samoœwiadomej i aktywnej substancji umys³owej (duchowej), która nie jest opisywana przez teoriê kwantów.
Ponadto, interpretacja ta wyjaœnia, bez popadania w konflikt z teori¹ wzglêdnoœci, rezultaty eksperymentów korelacyjnych, z których wynika, ¿e cz¹stka elementarna nie obserwowana nie istnieje obiektywnie (poza nasz¹ œwiadomoœci¹), albo ¿e uk³ad kwantowy stanowi niepodzieln¹ ca³oœÌ scementowan¹ przez nieczasoprzestrzenne oddzia³ywania. Zgodnie z t¹ interpretacj¹ obie mo¿liwoœci zachodz¹ ³¹cznie. Pierwsza jest oczywista, natomiast druga wynika z tego, ¿e przekazywanie decyzji umys³om ludzkim przez UT jest procesem nieczasoprzestrzennym. Dzieje siê tak, poniewa¿ czasoprzestrzeù jest rzeczywistoœci¹ wtórn¹ w stosunku do przestrzeni Hilberta zbioru mo¿liwoœci. Czasoprzestrzeù jest tylko rzeczywistoœci¹ "rozpiêt¹" w naszych umys³ach przez UT na skutek odpowiedniego przekazu idei.
Wiedza umys³ów ludzkich podlega zmianie z powodu w³asnego myœlenia i przez przekazywanie nowych informacji przez UT, które odbierane s¹ przez ludzki umys³ jako wra¿enia zmys³owe. Poniewa¿ we wra¿eniach tych zawarte s¹ pewne regularnoœci, cz³owiek odczuwa to jako up³yw czasu. Nazywa siê to psychologiczn¹ strza³k¹ czasu. Istnienie tej strza³ki czasu ma dla nas zasadnicze znaczenie. Czujemy, ¿e posuwamy siê w czasie zawsze do przodu, od ustalonej przesz³oœci do niepewnej przysz³oœci. Wiemy, ¿e przesz³oœÌ ju¿ minê³a i nie mo¿na jej zmieniÌ. Nasza wiedza na temat przesz³oœci pochodzi ze œladów pozostawionych w naszej pamiêci oraz ze œladów w œwiecie wra¿eù zmys³owych. Przysz³oœÌ natomiast wydaje siê nam nieokreœlona i istnieje tylko jako zbiór mo¿liwoœci. Równania fizyki opisuj¹ce ewolucjê mo¿liwoœci s¹ symetryczne ze wzglêdu na zmianê kierunku up³ywu czasu. Z tego punktu widzenia przesz³oœÌ i przysz³oœÌ maj¹ podobny status. Ale do fizyki nale¿y równie¿ proces pomiaru kwantowego, w którym nastêpuje skokowa i nieodwracalna redukcja mo¿liwoœci [13,31,32], bêd¹ca wynikiem nieodwracalnej decyzji podjêtej przez UT i przekazana umys³om ludzkim. Nastêpuj¹ce po sobie decyzje UT odczuwamy jako nieodwracalny up³yw czasu.
S¹ fizycy, którzy uwa¿aj¹, ¿e kwantowa teoria grawitacji jest ju¿ sformu³owana i przyjê³a postaÌ jednego z wariantów teorii superstrun [25]. Istniej¹ dowody œwiadcz¹ce bowiem o tym, ¿e teoria superstrun jest spójn¹ teori¹ kwantow¹ wszystkich oddzia³ywaù z grawitacj¹ w³¹cznie. K³opot polega na tym, ¿e o ile w dziesiêciowymiarowej przestrzeni mamy tylko kilka spójnych teorii superstrun, to po zwiniêciu (uzwarceniu) szeœciu wymiarów przestrzennych takich teorii mo¿emy wygenerowaÌ dziesi¹tki tysiêcy. Ka¿dy z ró¿nych sposobów silnego zwijania (uzwarcenia) dodatkowych wymiarów przestrzennych prowadzi do wyraŸnie spójnego zbioru praw rz¹dz¹cych naszym œwiatem. W³aœnie z tego powodu, mimo ca³ej elegancji i obiecuj¹cych wyników, teorie superstrun nie doprowadzi³y jak dot¹d do ¿adnych nowych przewidywaù dotycz¹cych w³aœciwoœci cz¹stek elementarnych. ByÌ mo¿e istnieje bardziej fundamentalny poziom teorii strun, na przyk³ad w postaci tzw. teorii M [25], unifikuj¹cy te spójne zbiory praw.
http://www.staff.amu.edu.pl/~zbigonys/interpre.htmlM-teoria
M-teoria - jedna z fizycznych "teorii wszystkiego", czyli teorii prĂłbujÂącej w uniwersalny, spĂłjny sposĂłb opisaĂŚ prawa przyrody. ZostaÂła zaproponowana w 1995 przez Edwarda Wittena. Jest ona rozszerzeniem tzw. teorii strun. Jej powstanie wywoÂłaÂło spory w Âśrodowisku fizykĂłw, z powodu braku moÂżliwoÂści jej eksperymentalnej weryfikacji. ZakÂłada ona m.in. istnienie 11 wymiarĂłw, strun, superstrun, membran, supermembran, superczÂąstek i innych obiektĂłw elementarnych.
Nie ma zgody, co do pochodzenia nazwy, literĂŞ M moÂżna tÂłumaczyĂŚ jako mother (matka), mystery (tajemnica), matrix (macierz), membrane (membrana), niektĂłrzy podejrzewajÂą, Âże Witten miaÂł na myÂśli "my theory".
Wedle jednego z rodzajów M-teorii, teorii Horavy-Wittena, 11 wymiarów wymaga tylko grawitacja (teoria ta wywodzi siê z modelu supergrawitacji), natomiast tzw. oddzia³ywania cechowania (silne, s³abe i elektromagnetyczne) zachodz¹ w hiperprzestrzeni 10-wymiarowej. W jej œwietle wszechœwiat ma kszta³t dwóch dziesiêciowymiarowych membran, które ³¹czy odcinek z osobliwymi koùcami o nazwie orbifold. Mo¿na to interpretowaÌ jako dwa 10-wymiarowe wszechœwiaty oddzia³ywaj¹ce miêdzy sob¹ za pomoc¹ grawitacji, z których jeden to nasz wszechœwiat, a drugi sk³ada siê z ciemnej materii.
Wi¹¿e siê z ni¹ teoria Randalla-Sundruma, która opisuje tzw. wszechœwiaty membranowe. W tym modelu kszta³t wszechœwiata jest podobny jak w teorii Horavy-Wittena (jeœli dodatkowy wymiar jest nieskoùczony, to zamiast dwóch wystêpuje tu tylko jedna membrana). Ta teoria przewiduje, ¿e newtonowskie prawa grawitacji zmieniaj¹ siê przy oddzia³ywaniach na odleg³oœÌ poni¿ej milimetra, oraz ¿e efekty unifikacji dla grawitacji mo¿na zaobserwowaÌ ju¿ przy energii dostêpnej akceleratorom. To obiecuj¹ca w³aœciwoœÌ, która daje wreszcie perspektywê sprawdzenia efektów M-teorii przez fizykê doœwiadczaln¹.
wiki
KiedyÂś myÂślaÂłem, Âże jest tylko jedna teoria superstrun, okazaÂło siĂŞ niedawno, Âże jest tych teorii superstrun aÂż piĂŞĂŚ. Wszystkich 5 teorii superstrun jest bardzo podobnych do siebie i wÂłaÂściwie jeszcze jedna teoria zwana M-teoriÂą spaja pozostaÂłe 5 w jednÂą caÂłoœÌ. Wszystkie 5 teorii zakÂłada istnienie 10 wymiarĂłw: 3 zewnĂŞtrznych – przestrzennych i 6 wewnĂŞtrznych – zwiniĂŞtych do Âśrodka, czyli w drugÂą stronĂŞ + czas. M-teoria wymaga dodatkowego wymiaru przestrzennego w stosunku do pozostaÂłych 5 teorii.
SzczegĂłlnÂą cechÂą teorii superstrun jest to, Âże mikroskopijne struny (okoÂło 100 miliardĂłw miliardĂłw razy mniejsze od protonu) mogÂą drgaĂŚ tylko w dziesiĂŞciowymiarowej czasoprzestrzeni.
http://matryks.blogspot.com/2009/03/teoria-superstrun.htmlFilm niestety w wersji angielsko-hiszpaĂąskiej
