В начале XX века физики столкнулись с неожиданным явлением: квантовые объекты могут существовать в нескольких состояниях одновременно. Например, частица может находиться в нескольких местах одновременно. Согласно математическим и экспериментальным данным, частица переходит из такого «суперпозиционного» состояния в одно определенное состояние лишь при наблюдении. Этот факт вызвал вопросы о природе наблюдателя и самого наблюдения: что считается наблюдением и кто может быть наблюдателем? Должен ли это быть человек, или достаточно фотона?
В 1961 году венгерско-американский физик Юджин Вигнер предложил мысленный эксперимент, известный как “парадокс друга Вигнера” , который поднял фундаментальные вопросы о природе квантовых измерений и сознания.
В этом эксперименте друг Вигнера находится в изолированной лаборатории и проводит квантовое измерение системы, изначально находящейся в суперпозиции состояний. Согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики, наблюдение друга должно привести к коллапсу волновой функции и определенному результату.
Однако Вигнер, находясь снаружи лаборатории, должен рассматривать всю систему (включая своего друга) как находящуюся в квантовой суперпозиции до тех пор, пока он сам не получит информацию о результате. Это создает парадоксальную ситуацию: друг Вигнера уверен, что наблюдал конкретный результат, но с точки зрения Вигнера, его друг все еще находится в состоянии суперпозиции различных возможных результатов измерения.
Этот мысленный эксперимент подчеркивает проблемы в интерпретации квантовой механики, особенно касающиеся роли наблюдателя и процесса измерения. Он ставит под сомнение объективность квантовых состояний и поднимает вопросы о природе сознания и его роли в квантовых измерениях.
Парадокс друга Вигнера концептуально схож с более известным мысленным экспериментом “кота Шрёдингера”, предложенным Эрвином Шрёдингером в 1935 году. В обоих случаях рассматривается суперпозиция макроскопических состояний и роль наблюдателя в определении квантового состояния.
В последние годы физики предложили и провели ограниченные версии этого эксперимента, используя фотоны вместо людей. Взаимодействие фотона с системой рассматривается как элементарное наблюдение. Эти эксперименты подтвердили реальность парадокса Вигнера и показали, что для его разрешения могут потребоваться пересмотренные представления об объективной реальности.
Для более глубокого изучения идеи Вигнера группа ученых под руководством Говарда М. Уайзмена из Центра квантовой динамики в Австралии предложила использовать искусственный интеллект, способный к человеческим мыслям, в качестве наблюдателя. ИИ будет встроен в квантовый компьютер и сможет находиться в суперпозиции мыслей («Я видел вспышку» и «Я не видел вспышку»). Хотя такой ИИ пока не создан, ученые считают его создание возможным в будущем.
Исследователи предполагают, что эксперимент с использованием квантового ИИ позволит проверить так называемую теорему о «дружелюбии», которая утверждает, что если искусственный интеллект демонстрирует способности на уровне человека, то его мысли можно считать реальными. Ученые утверждают, что, несмотря на текущие технические ограничения, такие как необходимость квантовой коррекции ошибок и высокая вычислительная мощность, создание квантового ИИ является вопросом времени и технологических инноваций.
Профессор Ренато Реннер из ETH Zurich считает, что использование квантово-механического ИИ может значительно приблизить нас к пониманию парадокса Вигнера. Он отмечает, что эксперименты с одиночными фотонами не столь убедительны, как потенциальные эксперименты с ИИ, способным к человеческим мыслям. Однако остаётся вопрос, сможет ли ИИ действительно заменить человеческого наблюдателя.
Эксперимент с использованием ИИ в качестве квантового наблюдателя может пролить свет на фундаментальные аспекты квантовой механики и природы реальности. Ученые из Гриффитского университета и NASA Ames Research Center предложили использовать ИИ, который будет находиться в суперпозиции мыслей, как основного наблюдателя в эксперименте. Такой эксперимент позволит проверить теорему о «дружелюбии», которая предполагает, что мысли ИИ, обладающего человеческим уровнем интеллекта, могут считаться реальными.
Если эксперимент с квантовым ИИ удастся, это может привести к пересмотру фундаментальных представлений о реальности. Исследователи предполагают, что возможный исход эксперимента может заставить физиков отказаться от одного из следующих предположений: свободы выбора настроек измерительных приборов, локальности физики или абсолютности наблюдаемых событий для всех наблюдателей. Эти предположения лежат в основе современных представлений о квантовой физике, и их пересмотр может кардинально изменить наше понимание вселенной.
Эксперимент с использованием ИИ может оказаться чрезвычайно сложным, но его успешное проведение может иметь глубокие последствия для науки. Даже если эксперимент не удастся провести в ближайшем будущем, само обсуждение таких возможностей помогает ученым понять, какие аспекты реальности могут быть пересмотрены и какие новые вопросы могут возникнуть. В конечном итоге это может привести к более глубокому пониманию природы наблюдения и реальности в квантовом мире.
Источник: SecurityLab.ru
