9. Két nem-ortodox értelmezés

A fent vázolt koppenhágai értelmezésnek alapvető eleme, hogy a kvantummechanikai állapot nem jelenti a mikrorendszer aktuális fizikai állapotát; ezért kell időbeli változásának követése után visszatérnünk a fizikai leírásmódra ahhoz, hogy a tapasztalattal (amely mindig KF tapasztalat) összevethető eredményt kapjunk. Ennek megfelelően az állapotfüggvény, mint az állapot (vagyis eloszlás-együttes) tömör matematikai reprezentánsa, szintén nem tartozik a rendszer aktuális fizikai leírásához; a KF módon végzett megfigyelések között a rendszernek szó szerint nincs fizikai leírása, mert a KF fogalmak nem alkalmazhatók rá. Így amikor a rendszeren KF mérést végzünk, és kapunk egy adott eredményt, nem kell feltételeznünk, hogy a rendszer állapotában valami speciális változás állt be; a mérés aktusát az elméletben úgy írjuk le, mint szükségszerű áttérést a kauzális (állapotfüggvényes) leírásmódról a KF leírásmódra. Tehát a változás a mi leírásmódunkban következett be, nem a rendszerben. Ha azonban a kvantummechanikai állapotot és vele az állapotfüggvényt úgy tekintjük, mint aktuális fizikai valóságot (vagyis olyan állapotot, amelyben a rendszer van), akkor, mint már volt róla szó, a mérés aktusa ezt az állapotot radikálisan megváltoztatja: az eloszlás egyetlen konkrét értékbe megy át, ami az állapotfüggvényre vonatkoztatva annak redukcióját vagy más szóval összeugrását jelenti.

Ez az állapotfüggvény-redukció az elrugaszkodási pontja a kvantummechanika legtöbb értelmezésének, éppen azért, mert a mérésben lezajló konkrét fizikai kölcsönhatásokból nem következik. Mi persze tudjuk, hogy nem is kell neki: fizikailag nincs ott semmi olyasmi, ami a valóságban "redukálódik" vagy "összeugrik". De aki ezt nem tudja, annak épp a fizikai értelmezhetőség hiánya miatt ez a redukció igen kínos problémát jelent. Vagy találnia kell olyan kölcsönhatást, amellyel mégiscsak magyarázható, vagy valamilyen módon ki kell küszöbölnie az elméletből.

Az utóbbira példa az "elágazó világegyetem" hipotézise. Eszerint ha egy KF mennyiséget mérünk olyan rendszeren, amelyen előtte az illető mennyiségnek több lehetséges értéke volt, akkor a fizikai világ története a mérés aktusában elágazik annyifelé, ahány lehetséges kimenetellel a mérés rendelkezett; minden ágban egy-egy lehetséges érték realizálódik, de ezek az ágak aztán már semmiféle kapcsolatban nem lesznek egymással. Így minden lehetséges érték valóságos értékké válik, és nincs szükség az állapotfüggvény redukciójára. Tapasztalatilag persze mindenkinek csak a saját ágába került érték hozzáférhető, de ez nem okoz a különböző megfigyelők között ellentmondást, mert úgyis mindenki csak olyan megfigyelőkkel kerül kapcsolatba, akik ugyanabban az ágban vannak. (Ennek az elképzelésnek az ellentmondás-mentességét be lehet látni matematikailag a kvantummechanika formalizmusában.) A különféle ágakba kerülés valószínűségeit az állapotfüggvény pontosan ugyanúgy megadja, mint a koppenhágai értelmezésben az egyes értékek realizálódási valószínűségeit, így a matematikai formalizmus és a tapasztalatilag kapható eredmények teljesen megegyeznek.

Ez az értelmezés különösen a scifi-írók körében vált népszerűvé, és azt hiszem, szellemességét és eleganciáját attól függetlenül el kell ismernünk, hogy tudományosan mennyit ér. Arról nem tudok, hogy a fizikában bármire is használták volna, bár (épp mivel matematikailag azonos a koppenhágai kvantummechanikával) eleve inkább csak filozófiai használatra szánták. Mindenesetre, ha valakit megnyugtat, hogy az állapotfüggvény összeugrását elfelejtheti azon az áron, hogy a világ pillanatonként végtelen sokfelé ágazik bármi tapasztalatilag megfogható következmény nélkül, hát tessék. Nekem ez ellen csupán egy módszertani kifogásom van. A tudomány előrehaladásához az egyik legfontosabb feltétel, hogy azonosítsuk a fennálló nyitott kérdéseket, elméleti konstrukcióink azon pontjait, ahol probléma van, ahol valami még nincs megmagyarázva. Az elágazó világok elmélete, meg a kvantummechanika mindjárt sorra veendő szubjektív értelmezése is, a problémát az állapotfüggvény redukciójában látja, a koppenhágai értelmezés pedig abban a tényben, hogy KF fogalmaink a mikrovilágra nem érvényesek. Az utóbbi probléma fennállása egyenes következménye KF fogalmaink "faji szubjektivitásának", az pedig annak a ténynek, hogy az emberi gondolkodás biológiailag és történelmileg meghatározott. Ennek a problémának elfogadása és további következményeinek logikus áttekintése után, ahogy azt talán sikerült az eddigiekben bebizonyítanom, az állapotfüggvény redukciójának külön problémája nem merül fel. Akkor hát ki-ki döntse el magának, hogy melyik problémát érdemes tudásunk jelen szintjén alapvetőbbnek tekinteni a kettő közül.

Az állapotfüggvény összeugrásának másik értelmezési kísérlete, amit még el akarok mondani, az általában Neumann János és Wigner Jenő nevéhez kapcsolt "szubjektív" értelmezés. Már volt szó arról a lehetőségről, hogy a mikrorendszert és KF mérőrendszerét (pl. foton + film) tekinthetjük egyetlen összetett rendszernek, amelyre a kvantummechanikának szintén alkalmazhatónak kell lennie. Végigkövetve az összetett rendszer állapotfüggvényének időbeli változását, az sohasem "ugorhat össze", mert a fizikában (és ennek megfelelően az állapotváltozást leíró Schrödinger-egyenletben) nincs olyan valóságos hatás, amely összeugraszthatná. Így az összetett rendszert mérnünk kell egy harmadik rendszerrel; de mivel elvileg semmi akadálya, hogy ezt is hozzáértsük egy még összetettebb kvantummechanikai rendszerhez, mindez erre a tovább kiterjesztett rendszerre is elmondható, és így tovább. Egy szó mint száz, az állapotfüggvény a kvantummechanikailag leírt fizikai rendszerekben sehol nem ugorhat össze. No de mi tudjuk, hogy valahol mégis összeugrik, mert hiszen a mért fizikai mennyiségnek nem eloszlását, hanem egyetlen konkrét értékét észleljük. Neumann felvetette a gondolatot, hogy hátha ez az összeugrás az észlelő tudatában megy végbe. Megtehetjük ugyanis, hogy az imént kiterjesztett mikrorendszer + első mérőrendszer + további mérőrendszerek együtteshez a tudatot is hozzácsatoljuk, feltételezve (amint az a biológiában szokás), hogy az agyban a tudatnak is megvan a maga fizikai reprezentációja, tehát kezelhető a kiterjesztett kvantummechanikai rendszer részeként. A tudatot azonban jóval kevésbé ismerjük fizikailag, mint a többi fizikai rendszert; így, mivel azokról semmi okunk feltételezni, hogy a kvantummechanika nem érvényes rájuk minden részletében, a tudatról kell ezt feltételeznünk ahhoz, hogy valahol az állapotfüggvény összeugrása elképzelhető legyen. Így bármilyen furcsán hangzik, logikailag lehetséges, hogy magában az objektív világban a fizikai mennyiségeknek soha nincs egy-egy jól definiált értékük; csak egy-egy eloszlásuk van, amelyben a lehetséges értékek egyidejűleg léteznek. A tudat működik úgy, hogy ezekből az eloszlásokból konkrét értékeket csinál. Legyünk tudatában, hogy itt ez nem valamiféle filozófiai feltevés, hanem logikai következménye két előfeltételnek: egyik az a tény, hogy a fizikai mennyiségeknek nem eloszlásait, hanem konkrét értékeit észleljük tapasztalatilag, másik az a gyakorlatban sokszorosan igazolt általánosítás, hogy a kvantummechanika formalizmusa az objektív világ minden fizikai rendszerére igaz. No meg persze kell hozzá a szóban forgó értelmezés eredeti kiindulópontja: hogy a kvantummechanikai állapot és az azt jellemző állapotfüggvény a mérési aktus folyamán valahol a valóságban összeugrik. Mondanom sem kell, hogy ha ezek után az értelmezést valamilyen okból abszurdnak találjuk, akkor a hiba valószínűleg ebben az eredeti kiindulópontban van.

Wigner Jenő is eljátszadozott ezzel az értelmezéssel, és hamar rátalált egy kínos következményére. Mi történik ugyanis, ha ugyanazt a mikrorendszert és mérőrendszerét két ember figyeli meg? Mondjuk Wigner és egy barátja, ahogy ő eredetileg fogalmazott, és aminek nyomán azóta a problémát a "Schrödinger macska-paradoxona" mintájára "Wigner barát-paradoxona" néven emlegetik. Ha a barát tudata is éppolyan speciális, az állapotfüggvény összeugrasztására képes rendszer, mint Wigneré, és a mérést egymástól függetlenül figyelik meg, akkor a fizikában semmi sem indokolja, hogy a két tudat az eloszlásból mindig ugyanazt a konkrét értéket választja ki. Így vagy megint olyasmit kapunk, mint az előző, elágazásos értelmezésben, hogy mindenkinek "saját" világa van, vagy azt, ami már a filozófiai szolipszizmushoz ("csak az én tudatom létezik") jár közel: hogy egyedül csak Wigner tudata képes állapotfüggvények összeugrasztására. Nos, Wigner Jenőről Princetonban köztudott, hogy ő körülbelül a legszerényebb és legudvariasabb ember volt a környéken (egész csomó anekdota van erről), úgyhogy nem csoda, hogy ilyen következményektől ő is húzódozott. Azt írta: "Bár ez a felfogás logikai ellentmondást nem tartalmaz... kevés embernek volna szíve hozzá, hogy elfogadja" (The Scientist Speculates, W. Heinemann kiadása, London, 1962). De ez sajnos nem akadályozott meg néhány filozófust és a fizika határterületein működő fizikust abban, hogy Wheeler gondolataihoz hasonlóan Wigner (számára csak logikai lehetőségként számbavett) szubjektív értelmezését is mint a modern fizika szükségszerű következményét reklámozza.

Én elég sok vitában részt vettem ilyen kérdésekről, és mindig igen kínos volt, hogy egy Nobel-díjas állítólagos véleményével kellett szembeszállnom, mikor azt állítottam, hogy a szubjektív tudat kauzális szerepe a fizikában egyáltalán nem következik a kvantummechanikából. Ezért aztán mihelyt alkalmam nyílt Wigner Jenővel személyesen is találkozni, egyenesen megérdeklődtem tőle, hogy valóban helyesnek tartja-e a neki tulajdonított szubjektív értelmezést. Például azt kérdeztem: ha a világon egyáltalán nem léteznének emberek vagy más, szubjektív tudattal rendelkező lények, azért szerinte a MAKROszkopikus jelenségek és folyamatok ugyanolyan egyértelműek volnának-e, mint a mi világunkban. Habozás nélkül és egyértelműen igennel felelt; ami azt jelenti, hogy a szubjektív tudatot ő sem tartja szükségesnek a fizikai jelenségek magyarázatában. Azt hiszem, ennyiben is maradhatunk.




Hátra Kezdőlap Előre