Квантовая магия

Авторы подробно останавливаются на тех условиях, которые необходимо выполнить (обеспечить), чтобы исключить сомнения в правильности результатов экспериментов по телепатии. Речь идет о том, как убедить «заядлого любителя детерминизма», что классическая физика «is wrong» – ущербна, увечна, что ей нельзя доверять, что она является отклонением от истины, упрощением и искажением нелокальной основы реальности.

Во втором разделе статьи авторы делают обзор наиболее широко известных к настоящему времени псевдотелепатических игр. Они начинают с известной статьи Кохенаи Шпекера[42 - Kochen S. and Specker E. P. The problem of hidden variables in quantum mechanics // Journal of Mathematics and Mechanics 17:59–87, 1967.], которую часто называют одной из ключевых работ в процессе становления квантовой логики. Кохен и Шпекер пытались с помощью скрытых переменных свести квантовую логику к классической, то есть делали попытку перевести язык квантовой логики на язык классических теорий – булеву алгебру. Они показали, что это невозможно сделать, построив свой знаменитый контрпример – граф из 117 точек.

Таким образом, квантовая логика тесно переплетается с телепатическими играми квантовой теории.

Привычная для нас классическая логика является лишь частным случаем квантовой и справедлива для незначительной части реальности, описываемой классической физикой. Моментом зарождения квантовой логики как самостоятельного направления в квантовой теории можно считать 1936 год, когда Бирхгови фон Нейман опубликовали статью «Логика квантовой механики»[43 - Birkhoff G., Neuman J. Annals of Math 37, 823, (1936).].

Хотя чуть раньше, в 1932 году, фон Нейман в своей знаменитой книге «Математические основы квантовой механики»[44 - Нейман И. фон. Математические основы квантовой механики. М.: Наука, 1964.] уже обратил внимание на возможность существования особой квантовой логики, обобщающей логику классическую: «Наряду с физическими величинами R существует еще нечто, являющееся предметом физики: именно альтернативные свойства системы L». То есть предметом физики являются не только некоторые конкретные физические величины, полученные при измерении, но и вся совокупность «непроявленных» результатов – тех, которые могли иметь место, но в данном случае не были реализованы.

Основное отличие квантовой логики от классической заключается в том, что в ней состояния физической системы определяются не только конкретными значениями связанных с системой наблюдаемых, но и всей совокупностью альтернативных свойств системы (суперпозицией состояний).

Квантовая логика существенно отличается от булевой. Например, не выполняется закон дистрибутивности в его общей форме. Дистрибутивность операций имеет место лишь для некоторых отдельных множеств, заданных на так называемых совместимых подпространствах гильбертова пространства. Дистрибутивный закон справедлив для попарно совместимых подпространств. С набором совместимых подпространств можно связать проекционные операторы и построить наблюдаемые, которые будут попарно коммутировать, и их можно представить как функцию одного оператора, то есть им соответствуют одновременно измеряемые величины[45 - Более подробно см.: Белокуров В. В., Тимофеевская О. Д., Хрусталев О. А. Квантовая телепортация – обыкновенное чудо. Ижевск, 2000. С. 239–249. Сокращенный вариант книги доступен по ссылке http://www.cryptography.ru/db/msg.html?mid=1169218&s=.].

Квантовая логика сейчас еще только разрабатывается, и пока трудно оценить все возможные последствия нового мышления, но одно несомненно – они будут очень значительны.

В этом отношении многое делается математиками, которые сейчас интенсивно работают над квантовыми алгоритмами и программами для квантового компьютера. Им в какой-то мере проще – не надо думать о физических ограничениях «на железо». Как только появится квантовый компьютер «в железе», у математиков уже будет в запасе большое количество готовых квантовых алгоритмов и программ.

Для реализации квантовых алгоритмов нужно небольшое число логических квантовых операторов (гейтов): однокубитные – NOT (логическое «Не»), преобразование Адамара (перевод кубита в нелокальное суперпозиционное состояние); двухкубитные – CNOT (контролируемое «Не»), SWAP (обмен состояниями) – и этого будет достаточно. С их помощью можно реализовать любые алгоритмы – не только классические, но и квантовые, которые реализуют квантовую логику.

1.8. Телепортация и обращение времени

С квантовой нелокальностью и мгновенной передачей информации тесно связаны вопросы телепортациии обращения времени. В 1993 году появилась статья, опубликованная Ч. Беннеттом с соавторами[46 - Bennett C. H., Brassard G., Crеpeau C., Jozsa R., Peres A., Wootters W. K. Phys. Rev. Lett. 70, 1895 (1993).], которая имела весьма необычное название для научной публикации в солидном физическом журнале: уже в самом заголовке употреблялся непривычный для физиков термин «телепортация» – «Телепортация неизвестных квантовых состояний через двойной, классический и ЭПР-канал» («Teleporting an Unknown Quantum State via Dual Classical and Einstein-Podolsky-Rosen Channels»). Эта работа иногда считается отправной точкой современного прикладного этапа в развитии квантовой механики, в частности, теории запутанных состояний и квантовой теории информации.

К настоящему времени проведено очень много экспериментов по квантовой телепортации. Из последних работ в этой области можно упомянуть эксперимент группы А. Цайлингера по реализации квантовой телепортации через Дунай, то есть на довольно большом расстоянии (600 м). Его результаты опубликованы в Nature[47 - Ursin R., Jennewein T., Aspelmeyer M., Kaltenbaek R., Lindenthal M., Ph. Walther & A. Zeilinger. Quantum Teleportation across the Danube // Nature 430, 849 (2004).].

Как пишут авторы: «Наш результат – шаг к построению квантового повторителя, который даст возможность чистой запутанности быть разделенной между отдаленными сторонами в окружающей среде».

Суть экспериментов по телепортации несложная. Если описать ее упрощенно, она будет выглядеть так: допустим, у нас есть частица 1 и запутанная пара частиц 2–3 (типа ЭПР-пары). Объединяя частицы 1 и 2 (измеряя в белловском базисе), то есть переводя пару 1–2 в максимально запутанное состояние типа того, которое было раньше у пары 2–3, состояние 3 становится таким, каким было раньше состояние 1, поскольку общее состояние трех частиц не меняется. Таким образом, частица 1 как бы телепортируется на место частицы 3, другими словами, частица 3 приобретает свойства частицы 1.

Сейчас проводятся все более сложные эксперименты по телепортации. Используется метод, который называется «телепортация запутанности», или «обмен запутанностью». Суть его в том, что две некоррелированные системы можно связать квантовым каналом связи (запутать между собой) при помощи дополнительной вспомогательной системы (ancilla), состоящей из запутанной пары. Когда эти коррелированные части анциллы передаются каждой из двух независимых систем, то последние становятся тоже запутанными, хотя раньше классически не взаимодействовали друг с другом. Такие эксперименты тоже были выполнены[48 - Pan J. -W., Bouwmester D., Weinfurter H. and Zeilinger A. Phys. Rev. Lett. 80, 3891 (1998).].

Такой обмен квантовой запутанностью предполагается использовать при ее пересылке в определенное место. Если доступный канал передачи имеет ограниченное качество («зашумленность»), то при прохождении через него запутанных состояний корреляции нарушаются из-за декогеренции. В такой ситуации метод квантового повторителя позволяет разделить квантовый канал на короткие участки, которые очищаются известными методами дистилляции запутанности, а затем объединяются методами обмена запутанностью.

Обмен запутанностью может быть использован и для ряда других практических целей: для построения квантового коммутатора, для увеличения скорости распределения запутанных пар между удаленными пользователями, для построения запутанных состояний, охватывающих большое число частиц, и т. д. Сейчас предложено уже довольно большое количество различных схем применения этого метода.

Так, при построении квантового коммутатора предполагается наличие определенного числа (N)пользователей и центрального коммутатора, с которым все они соединены квантовым каналом связи. Принципиальную схему работы такого коммутатора можно объяснить следующим образом. Пусть у каждого пользователя есть (в простейшем случае) одна максимально запутанная пара. Они отдают одну частицу из своей пары на центральный коммутатор, в котором происходит их объединение. В этом случае все оставшиеся у пользователей частицы оказываются квантово-запутанными. Все N частицы, которые по-прежнему у них остаются, становятся квантово-коррелированными, то есть все пользователи объединены квантовыми корреляциями, они как бы «включены» в единую квантовую сеть и могут «телепатически» общаться друг с другом. Такая схема может использоваться для генерации любых многочастичных запутанных состояний типа «шредингеровских кошек».

Таким образом, сейчас телепортация вышла на инженерный уровень, и разрабатываются довольно сложные схемы ее практического применения, проектируются принципиально новые коммуникационные каналы квантовой связи, использующие в качестве рабочего ресурса квантовые корреляции.

Поскольку мы говорим не только о физике, но и о магии в самом широком смысле этого слова, замечу, что квантовый коммутатор, описанный выше, можно считать простейшей физической моделью, иллюстрирующий работу эгрегоров (эзотерический термин) и демонов (в религиозной традиции). Когда мы отдаем «в общее пользование» свои мысли и эмоции, то тем самым оказываемся «включенными» в различные «квантовые коммутаторы» в соответствии с направленностью своих мыслей и чувств. Чтобы эгрегор (демон) «заработал» в качестве квантового коммутатора и начал свое существование как объективный элемент реальности («энергетический сгусток» в квантовом ореоле Земли), достаточно того, чтобы «психические выделения» у нескольких человек были одинаковы (или близки). В целом, чтобы между различными системами было взаимодействие, они должны иметь одинаковые состояния. Тогда переходы между этими состояниями и, как следствие, генерация и поглощение энергии будут приводить к взаимодействию и корреляциям. Одинаковые энергии будут способны к взаимодействию. Причем чем меньше разность энергии между уровнями, чем слабее классические взаимодействия, тем больше в этом случае относительная величина квантовых корреляций. Например, мы все имеем примерно одинаковые наборы базисных эмоциональных и ментальных состояний, поэтому однонаправленные мысли и эмоции (то есть переход нескольких людей в определенное ментальное или эмоциональное состояние) автоматически ведут к генерации близких энергетических потоков и к взаимодействию на этих уровнях. Другими словами – к образованию новых или подпитке уже существующих «квантовых коммутаторов» – эгрегоров (демонов). Эмоции при этом содержат больше энергии, но меньше квантовой информации, мысли – наоборот, меньше энергии, но больше квантовой информации (мера запутанности выше).

Наряду с телепортацией объекта (отдельных его степеней свободы) между двумя пространственными точками, можно рассматривать и перемещение во времени.

Такие физические эксперименты по обращению времени на макроуровне широко известны в ядерном магнитном резонансе (ЯМР), например, в процессе кросс-поляризации[49 - Ernst M., Meier B. H., Tomaselli M., Pines A. Time-reversal of cross-polarization in nuclear magnetic resonance, J. Chem. Phys. 108, № 23, 9611 (1998).]. В многочисленных экспериментах по многоквантовому ЯМР в твердых телах (тоже макроуровень) одной из обязательных стадий является обращение времени спиновой динамики, и это реализуется заданной последовательностью радиочастотных импульсов.

Эти эксперименты возможны потому, что спиновые степени свободы достаточно хорошо изолированы от других. В настоящее время существуют вполне реальные приборы, «перекидывающие» из настоящего в прошлое или будущее и обратно, но эти изменения относятся к спиновой динамике, то есть во времени «путешествуют» спины (магнитные моменты).

Если говорить об обращении времени в широком смысле, как о возможной унитарной динамике всех степеней свободы некоторой произвольной системы, то общий принцип тот же самый – нужно уметь выделять из окружения и целенаправленно изменять все степени свободы выделенного объекта, иными словами – управлять его вектором состояния.

С теоретической точки зрения здесь есть следующие возможности.

1. Изолировать систему от окружения. В этом случае появится возможность унитарной эволюции этой системы, в том числе и обращение времени для всех ее внутренних степеней свободы. Но это придется делать «изнутри» системы, поскольку предполагается, что она является изолированной. Причем действовать нужно будет из наибольшего пространства состояний этой системы, то есть изменяя вектор ее состояния в целом. Полностью изолировать систему трудно, легче получить квазизамкнутую систему (псевдочистое состояние), но тогда действовать придется на ограниченных временах (петли времени будут поменьше).

2. Наоборот, перевести объект в максимально запутанное состояние с окружением. Опять же, в этом случае придется действовать уже из пространства состояния всего окружения – всей замкнутой (квазизамкнутой) системы, составной частью которой был наш объект.

А теперь позвольте немного пофантазировать. Сначала насчет того, как перевести макроскопический объект в нелокальное состояние по всем его степеням свободы. Я считаю, что это можно сделать, создав достаточно большой градиент энергии в теле (во всем энергетическом диапазоне, по всем энергиям). Более подробно мы поговорим об этом в последней главе. Внешне это будет выглядеть, как «растворение» объекта.

Но перевести объект в максимально запутанное (нелокальное) состояние мало, нужно еще суметь «проявить» его в выбранном локальном пространстве событий (например, в прошлом или будущем, на этой или на другой планете).

Здесь можно говорить о технических устройствах, которые, думаю, будут включать в себя квантовый компьютер, способный сохранить работоспособность в нелокальном состоянии (поскольку он и так работает на нелокальных корреляциях). Тогда он будет управлять этим процессом. Таким образом, я вижу две основные части такого технического устройства: силовую установку, создающую градиент энергии, и квантовый компьютер, который управляет распределением энергии в заданном объеме, а значит – управляет процессом «растворения» и «проявления».

Отмечу еще такой момент. Если мы хотим «путешествовать» в прошлом-будущем в пределах нашей планеты, то сойдет и относительно «слабенький» квантовый компьютер, оперирующий в пространстве состояний нашей планеты как квазизамкнутой системы. Чтобы «полетать» в пределах Солнечной системы – квантовый компьютер нужен помощнее. И так далее… Чем больше корреляционная сфера, в пределах которой мы хотим перемещаться, тем мощнее должен быть компьютер, то есть он должен оперировать в пространстве состояний большей размерности.

Если перейти к эзотерической практике, то человек имеет все необходимое, чтобы самостоятельно, без всяких дополнительных устройств реализовать все то, о чем я написал выше. И многие люди, как сейчас, так и в прежние времена, в той или иной мере могут и могли это делать. Более того, я считаю, что возможностей у человеческого сознания больше, чем у технического устройства. Единственная проблема – что может не хватить времени жизни в плотном физическом теле, чтобы «проапгрейтить» сознание до высокого уровня и воспользоваться всеми его преимуществами. Вот тут и могут пригодиться технические устройства.

Что касается индивидуального сознания, то здесь я вижу два основных момента:

? необходимо поэтапно развивать сознание, постепенно расширяя корреляционную сферу (квантовый ореол), в которой оно может работать. То есть увеличивать размерность пространства состояний, в котором сознание способно к индивидуальной самостоятельной деятельности. В эзотерике это соответствует постепенному «освоению» нашим сознанием эфирного, астрального, ментального, каузального, буддхического и атманического уровней реальности;

? индивидуальное сознание должно уметь целенаправленно оперировать в том пространстве состояний, до которого оно добралось (изменять вектор состояния на достигнутом уровне). Умение изменять весь вектор состояния на каком-то уровне реальности дает возможность менять ее на всех более низких (плотных) уровнях. Практически это означает, что сознание умеет нужным образом перераспределять энергию, управляя энергетическими потоками. Замечу, что изменение состояния – это и есть изменение энергии, поскольку в квантовой механике она является функцией состояния.

Сознание должно уметь отдавать «команды» (потоки энергии) на достигнутом уровне и понимать, какие последствия будут у этой команды на низших уровнях. Это похоже на то, что у Кастанеды называется «намерением», когда команда человеческого сознания становится «командой Орла». По-видимому, это относится к проблескам индивидуального сознания на буддхи-плане. В эзотерике считается, что для индивидуального буддхи-сознания уже не существует локального пространственно-временного континуума как минимум для нашей планеты (возможно, и для Солнечной системы). Другими словами – сознание в этом случае находится в пространстве состояния планеты как квазизамкнутой системы. Вся наша Земля является в этом пространстве состояний нелокальным объектом, а поэтому, умеючи, можно «проявиться» на ней в различные моменты прошлого или будущего (целенаправленная реинкарнация). Правда, интервал этот может быть ограничен, поскольку система не полностью изолирована, а находится лишь в псевдочистом состоянии.

Глава 2

Понятие «состояние»

2.1. Состояние как философская категория

Основополагающим понятием квантовой теории является «состояние». Фактически, квантовая теория и есть наука о состояниях, их количественном описании. Поэтому имеет смысл ознакомиться с трактовкой этого понятия как одной из основных философских категорий.

Философами написано много работ на эту тему. Я остановлюсь на монографии А. Л. Симанова «Понятие „состояние“ как философская категория»[50 - Симанов А. Л. Понятие «состояние» как философская категория. Новосибирск: Наука, 1982. http://www.philosophy.nsc.ru/PUBLICATION/SIMANOV/ST/SIMANOV.htm.] и попытаюсь сделать ее краткий обзор, уделяя особое внимание позиции философов в отношении данного понятия в квантовой теории.

Книга написана еще в советские годы и отдает положенную дань марксизму-ленинизму, но все же достаточно глубоко раскрывает тему.

Во введении автор выделяет несколько основных подходов к понятию «состояние». Он отмечает, что в некоторых из них состояние отождествляется с его характеристиками, а состояние тела – с самим телом. Он справедливо считает, что прежде чем вводить различные характеристики состояния, необходимо определить само это понятие, так как именно состояние объекта определяет характеристики, а не наоборот.

Отмечается также подход, согласно которому объективность состояния полностью отрицается. Здесь упоминается В. Гейзенберг: «Анализируя со своих философских позиций развитие физических понятий, в частности, понятия „состояние“, он утверждает, что потеря простоты классической картины мира и простоты классического понятия состояния есть отказ от объективного характера понятия „состояние“ в квантовой механике».

Анализируя процесс становления данного понятия, автор говорит, что оно происходило вследствие выхода научной мысли за пределы представлений о мире как о нераздельном целом. Далее следует интересное, на мой взгляд, соответствующее парадигме квантовой механики утверждение, что выделить состояние вещи из совокупности всех существующих свойств и качеств можно только на основе введения понятия «изолированная система». В более ранние периоды такой вывод невозможно было сделать, поскольку господствовало мнение, наиболее явно отраженное в древней восточной философии (Индия, Китай, Япония), согласно которому не существует самостоятельного «я», равно как и обособленного от него мира, нет ни самостоятельных «предметов», ни обособленной жизни, все это – неразрывные корреляты, отделимые друг от друга только в абстракции и обусловленные наличием некоторых первоначал. Подобных же взглядов придерживались и древнегреческие философы.

Обращаю особое внимание на то, что понятие «состояние» неразрывно связано с понятием «изолированная система». Именно такая ситуация имеет место в квантовой теории, поскольку вектор состояния можно сопоставить только замкнутой системе, не взаимодействующей со своим окружением. Такие состояния называются в квантовой механике чистыми состояниями.

Поначалу понятие «состояние» было фактически равнозначно понятиям «качество» и «свойство», а поэтому позволяло лишь отличать бытие многообразных вещей от первоначал как совокупности всех существующих свойств, качеств и т. д.

Первым философом, который дал определение данному понятию, считается Аристотель, но и он называл состояние видом качеств, которые, правда, сами претерпевают изменения. Аристотель уже отличал состояние вещи от ее свойств. Кроме того, он считал, что всякое состояние предмета проявляется лишь в определенных отношениях и вне этих отношений судить о наличии того или иного состояния невозможно. Но количественных характеристик этих изменений и отношений он не дал и дать не мог.

Такое положение дел отражает сам процесс развития человеческого познания, идущий от изучения качественной стороны явлений к их количественным характеристикам и количественной формулировке законов.