Сергей Доронин - Квантовая магия
Здесь срабатывает системный подход в отношении кубитов, когда большая система из многих кубитов практически ничем не отличается от малой, и даже однокубитная модель адекватно отражает некоторые основные особенности любой, даже самой большой, многокубитной системы. Поэтому анализ удобнее начинать с небольших теоретических моделей, которые имеют точные решения и позволяют «нащупать» общие закономерности, которые будут справедливы уже для систем произвольной размерности.
В любом случае для объяснения и понимания сознания как феномена, как неотъемлемой части объективной реальности, необходимо вводить количественную меру сознания.
Человек способен различать огромное, практически бесконечное, число состояний. Можно взять логарифм от числа таких состояний, как это делается, например, для энтропии. В этом случае мера элементарного сознания (два состояния) как раз будет равна единице.
Теоретический анализ проще всего начать с самых простых квантово-теоретических моделей сознания. Я уже начинал разговор об этом в конце второй главы, и теперь самое время его продолжить. Набросаю общую схему, как можно подойти к построению таких моделей, используя современные методы квантовой теории.
Возьмем за основу известный метод, обобщающий понятие квантового измерения, который базируется на технике супероператоров ПОМ (положительной операторной меры, POVM — positive operator-valued measure). Он исходит из разложения единицы в гильбертовом пространстве системы, которая взаимодействует со своим окружением. В качестве собственных состояний, по которым проводится разложение единицы на сумму неотрицательных операторов (супероператор), можно выбирать различные наборы парных альтернативных состояний. Например, в простейшем случае это может быть пара состояний хорошо/плохо: человек «наделяется» элементарным сознанием, позволяющим ему различать два этих состояния. Замечу, что уже в этом базисе квантовая механика позволяет описать бесконечно большое число всех промежуточных состояний — от состояния «совсем плохо» (при смерти) до «абсолютной благодати». Пару состояний хорошо/плохо можно рассматривать как аналог двух классических состояний |0ñи |1ñ. В рамках квантовой теории начинает работать суперпозиция этих состояний, и возможно, например, максимально запутанное состояние — «ни хорошо ни плохо», то есть «никак». В зависимости от значения амплитуд суперпозиции доступен весь диапазон состояний в этом базисе. Наглядное представление об этом дает сфера Блоха.
Далее можно увеличивать точность описания, наращивая размерность гильбертова пространства, то есть добавляя другие пары альтернативных состояний — здоровый/больной, весело/грустно, безопасно/страшно, добрый/злой и т. д. При этом набор таких состояний мы можем разделить на несколько частей, характеризующих качественно различные классы состояний сознания и соответствующие:
● физическому состоянию (здоровый/больной, сильный/слабый, сытый/голодный, тепло/холодно…);
● эмоциональному состоянию (весело/грустно, безопасно/страшно, добрый/злой, любовь/ненависть…);
● ментальному состоянию, для которого следует ввести набор хотя бы основных мыслей (или их категорий). Мысли не обязательно брать парными, поскольку любые четкие мысли альтернативны, то есть «в классическом» состоянии не накладываются друг на друга, и любой набор слов подойдет в качестве базиса ментального состояния сознания.
Тут можно найти пересечение с известными разработками в области психологии, об одной из которых я упоминал во второй главе. Существует еще такая психолингвистическая экспертная система, как «ВААЛ»[97]. Согласно этой системе, в основе оценки эмоционального воздействия фонетики слова и текста на русском языке на подсознание человека лежат результаты докторской диссертации А. П. Журавлева. Они нашли отражение в его книгах «Фонетическое значение» (ЛГУ, 1974) и «Звук и смысл» (М., 1981).
В этом случае для оценки фоносемантического воздействия в русском языке используются 24 шкалы, представленные парами антонимичных прилагательных: хороший — плохой, красивый — отталкивающий, радостный — печальный, светлый — темный, легкий — тяжелый, безопасный — страшный, добрый — злой, простой — сложный, гладкий — шероховатый, округлый — угловатый, большой — маленький, грубый — нежный, мужественный — женственный, сильный — слабый, холодный — горячий, величественный — низменный, громкий — тихий, могучий — хилый, веселый — грустный, яркий — тусклый, подвижный — медлительный, быстрый — медленный, активный — пассивный.
Эти 24 шкалы можно рассматривать как один из возможных базисов вектора состояния сознания.
И все же я не думаю, что сознание можно полностью алгоритмизировать. Понятие допустимых состояний — очень широкое. К нему относятся не только состояния физического тела, но и наше настроение, наши мысли и чувства, все наши ощущения в их непрерывном изменении — все это реализации наших различных допустимых состояний. Я не представляю, как это можно полностью «просчитать». Хотя какие-то оценки реальны: например, если мы не ели три дня, можно с некоторой вероятностью предсказать, какие изменения в физическом теле происходят, и какие ощущения, мысли и чувства будут у нас преобладать.
Но в любом случае даже самые простые количественные модели, описывающие работу сознания, могут очень многое дать для понимания самого этого феномена.
3.8. Двуединая природа мира. Духовная монада
Наша Матрица, о которой мы так много говорим в этой главе (матрица плотности), помогает найти ответ на еще один извечный вопрос, который занимал умы людей на протяжении всей истории человечества. Представление о двуединой природе человека широко распространено в религиозных и эзотерических учениях. Человек дуален и, помимо тварного, тленного тела, имеет также и вечный бессмертный дух. Часто также приходится сталкиваться с мнением, что двойственна природа всех окружающих тел, что все объекты имеют некий «шаблон» — наряду с их плотной составляющей существуют «идеальные формы», или «идеи», «образы» тех или иных тел. Можно ли эту двойственную природу всех систем увидеть в квантовомеханическом описании? Оказывается, можно, и довольно просто.
В терминах квантовой теории эта задача формулируется следующим образом: можно ли произвольную матрицу плотности разложить на две составляющие, одна из которых постоянна и не зависима ни от каких параметров (вечная и неизменная), а вторая — динамическая составляющая, зависящая от параметров.
И, действительно, такое разложение хорошо известно в квантовой теории. Я напомню, что в терминах матрицы плотности описываются любые системы, как замкнутые (чистые состояния), так и открытые, взаимодействующие со своим окружением (смешанные состояния). Так вот, математически доказано, что любая матрица плотности всегда может быть представлена в виде суммы двух матриц: одна соответствует максимально-смешанному состоянию, а вторая — имеет нулевой след (подробности см. в конце раздела).
Матрица максимально-смешанного состояния — это диагональная матрица с одинаковыми диагональными элементами. Такие матрицы называются скалярными. В начале главы мы уже говорили о них [см. выражения (3.4) и (3.5)]. С физической точки зрения, матрица максимально смешанного состояния — это набор потенциальных состояний, которые система может реализовать, «проявить» в виде объективных элементов реальности, в виде наблюдаемых, «тварных» величин. Эта составляющая любой матрицы плотности всегда постоянна, она не зависит от времени и любых других параметров.
А если взять вторую матрицу из разложения (с нулевым следом), то это динамическая часть матрицы плотности. Она может зависеть от времени, то есть это она отвечает за сам процесс «проявления» локальных форм и вообще за все изменения, которые могут происходить с системой.
Первая часть матрицы плотности (максимально смешанное состояние) — это основа, «главная ось» любой системы, то, без чего системы вообще не существует. Любая система, любая матрица плотности ее имеет, а на эту «ось» уже может «накручиваться» все остальное содержание системы. В самом простом случае, если рассматривать кубит в качестве элементарного сознания, то эта диагональная его составляющая [см. выражение (3.20) ниже] является своего рода духовной монадой — неизменной и неуничтожимой частью сознания, которая может лишь «укутываться» некой динамической оболочкой, в которой и отражаются все изменения, происходящие с системой.
