Квантовая реальность: Взгляд изнутри

Автор: Денис Аветисян

Статья исследует интерпретацию QBism, предлагающую радикально новый взгляд на роль наблюдателя и природу квантовых измерений.

🧐

Купил акции по совету друга? А друг уже продал. Здесь мы учимся думать своей головой и читать отчётность, а не слушать советы.

Бесплатный телеграм-канал

В квантовой механике, в отличие от классического представления Бора о массивных измерительных приборах, процесс измерения неразрывно связан со статистическим анализом, основанным на априорных убеждениях наблюдателя, что в конечном итоге сводится к определению вероятности $P(E_j|R_i)$, отражающей субъективную оценку результата измерения.

QBism рассматривает правило Борна как предписание, а не описание, акцентируя агентность в квантовой механике и постулируя реальность, формирующуюся в процессе взаимодействия.

Квантовая механика, несмотря на свою поразительную предсказательную силу, оставляет открытым вопрос о природе реальности и роли наблюдателя. В статье ‘QBism, Polishing Some Points’ авторы углубляют анализ интерпретации QBism, постулирующей, что правила квантовой теории описывают не свойства мира, а рациональное поведение агента. Ключевым положением является рассмотрение правила Борна как норматива, а не описания, что ведет к радикальному представлению об indeterminism и роли субъективного опыта в квантовых измерениях. Какие онтологические уроки можно извлечь из этих принципов и как они могут сформировать будущее квантовой теории и нашего понимания реальности?

За гранью объективной реальности: Квантовый субъективизм

Традиционные интерпретации квантовой механики на протяжении десятилетий сталкиваются с фундаментальной проблемой: примирение её математического аппарата, описывающего мир на микроскопическом уровне, с интуитивным, классическим представлением о реальности. Квантовая теория, используя вероятностные описания и принципы суперпозиции, предсказывает поведение частиц, которое кардинально отличается от повседневного опыта. Например, знаменитый принцип неопределённости Гейзенберга $ \Delta x \Delta p \geq \frac{\hbar}{2} $ демонстрирует, что невозможно одновременно точно определить и положение, и импульс частицы. Это противоречит классической физике, где предполагается, что все свойства объекта существуют объективно и могут быть измерены с любой точностью. Неспособность согласовать математическую строгость квантовой механики с нашим привычным пониманием мира порождает многочисленные философские дискуссии и различные интерпретации, каждая из которых пытается разрешить это противоречие, однако ни одна из них не является полностью удовлетворительной для всех исследователей.

Квантовая теория, традиционно, стремилась описать объективные свойства реальности, существующие независимо от наблюдателя. Однако, подход QBism совершает радикальный поворот, перенося акцент с объективного мира на субъективный опыт агента — того, кто осуществляет измерения и формирует представления о реальности. Эта переориентация предполагает, что квантовые состояния не являются свойствами самой системы, а представляют собой личные степени убежденности агента относительно возможных исходов измерений. Таким образом, QBism предлагает переосмыслить квантовую механику не как описание объективной реальности, а как инструмент для личной оценки вероятностей, что позволяет разрешить давние концептуальные трудности, связанные с интерпретацией квантовых явлений.

В рамках квантовой теории, традиционно считается, что квантовые состояния описывают объективные свойства самой реальности. Однако, концепция QBism предлагает принципиально иной взгляд: квантовое состояние — это не характеристика физического мира, а выражение личной степени убежденности конкретного наблюдателя, или “агента”. Иными словами, волновая функция, описывающая, например, положение электрона, не отражает его фактическое местоположение, а лишь вероятность того, что агент получит определенный результат при измерении. Такое переосмысление позволяет избежать необходимости постулировать существование скрытых переменных или многомировой интерпретации, поскольку акцент смещается с объективной реальности на субъективный опыт, формирующий наше понимание мира. Вероятностная природа квантовой механики, таким образом, рассматривается не как отражение неполноты нашего знания об объективной реальности, а как фундаментальное свойство личных убеждений агента, принимающего решения на основе имеющейся информации.

QBism, как радикальный подход к интерпретации квантовой механики, стремится разрешить давние концептуальные трудности, смещая акцент с объективных свойств реальности на субъективный опыт агента. Вместо того, чтобы рассматривать квантовые состояния как присущие миру характеристики, эта теория утверждает, что они представляют собой личные степени убежденности конкретного наблюдателя. Таким образом, результат измерения, согласно QBism, не раскрывает заранее существующую реальность, а скорее отражает обновление личных убеждений агента, основанное на его взаимодействии с системой. Приоритизация агента позволяет избежать парадоксов, связанных с ролью наблюдателя в квантовой механике, и предлагает новый способ понимания связи между субъективным опытом и физическим миром, представляя собой альтернативу традиционным интерпретациям, которые часто сталкиваются с трудностями при объяснении измерения и волновой функции.

В рамках QBism правило Борна связывает вероятности, полученные в двух различных экспериментах - с включенным и выключенным эталонным устройством - обеспечивая согласованность между ними и соблюдая закон полной вероятности. — В рамках QBism правило Борна связывает вероятности, полученные в двух различных экспериментах — с включенным и выключенным эталонным устройством — обеспечивая согласованность между ними и соблюдая закон полной вероятности.

Вероятность как решение: Квантовый субъективизм в действии

Квантовая механика в рамках QBism рассматривается не как описание объективной реальности, а как инструмент для принятия рациональных решений. Этот подход предполагает, что квантовые состояния отражают степень уверенности агента в исходах будущих событий, а не свойства самих событий. Вместо того чтобы пытаться определить, что «реально» существует на квантовом уровне, QBism фокусируется на том, как агенты могут использовать квантовые вычисления для улучшения своих прогнозов и, следовательно, для принятия более обоснованных решений в ситуациях неопределенности. Таким образом, квантовая механика, с точки зрения QBism, является практическим руководством к действию, а не теоретическим описанием мира.

В рамках QBизма, правило Борна не рассматривается как фундаментальный закон природы, определяющий объективную реальность, а представляет собой нормативное утверждение, предписывающее, как рациональные агенты должны обновлять свои убеждения в свете полученных квантовых измерений. Вместо описания вероятности как частоты наступления события в долгосрочной перспективе, QBизм трактует вероятность как степень уверенности агента в наступлении определенного исхода. Таким образом, правило Борна, выраженное как $P(x|y) = | \langle x | y \rangle |^2$, определяет, как агент должен модифицировать свою априорную вероятность состояния системы после измерения, чтобы оставаться когерентным и принимать оптимальные решения.

Подход QBism в значительной степени опирается на байесовский анализ, однако существенно отличается от объективных байесовских интерпретаций. В то время как объективный байесизм стремится к установлению вероятностей, отражающих объективные свойства мира, QBism делает акцент на субъективном опыте агента, проводящего измерение. Вероятность в рамках QBism рассматривается не как свойство исследуемой системы, а как степень уверенности агента в исходе эксперимента, определяемая его личными убеждениями и предыдущим опытом. Таким образом, обновление убеждений, описываемое правилом Борна, происходит не в соответствии с объективной реальностью, а на основе субъективной оценки агентом полезности различных действий в контексте его целей и знаний.

Подход QBism, принимая персоналистское понимание вероятности, предлагает последовательную и прагматичную интерпретацию квантовых измерений. В рамках этой интерпретации, вероятность отражает степень уверенности агента в исходе события, а квантовые измерения рассматриваются как действия, предпринимаемые агентом для обновления своих убеждений. Это позволяет избежать проблем, возникающих при попытках интерпретировать квантовую механику как описание объективной реальности, и позволяет строить последовательную теорию принятия решений на основе квантовых принципов. В отличие от объективных байесовских подходов, QBism фокусируется на субъективном опыте агента, что делает его особенно полезным для анализа процессов принятия решений в условиях неопределенности.

Измерение и опыт: Роль агента в квантовом мире

В рамках квантовой теории QBism, квантовое измерение рассматривается не как возмущение исследуемой системы, а как целенаправленное действие, предпринимаемое агентом (наблюдателем). Результатом этого действия является личный опыт агента, формирующийся на основе его субъективных убеждений и ожиданий. В отличие от традиционных интерпретаций, где измерение объективно выявляет присущие системе свойства, QBism подчеркивает, что измерение — это акт, порождающий опыт, а не просто регистрацию уже существующих характеристик. Таким образом, «измерение» — это не физический процесс, происходящий с системой, а субъективный опыт, переживаемый агентом.

В рамках QBism, квантовое измерение не рассматривается как процесс определения заранее существующих свойств системы, а как действие, предпринимаемое агентом, и напрямую связано с его убеждениями и последующими действиями. Вероятность, присваиваемая агентом конкретному исходу измерения, отражает его субъективную степень уверенности, а результат измерения обновляет эти убеждения, влияя на дальнейшие действия. Таким образом, процесс измерения не является объективным, а формируется взаимодействием агента с системой и его личными ожиданиями, что делает убеждения агента неотъемлемой частью самого измерения и его исхода.

В традиционных интерпретациях квантовой механики, процесс измерения рассматривается как объективное взаимодействие, которое выявляет заранее существующие свойства системы. Согласно этому подходу, измеряемая величина обладает определенным значением независимо от акта измерения, а измерительный прибор лишь фиксирует эту объективную реальность. Данная точка зрения предполагает, что физические свойства существуют независимо от наблюдателя и являются неотъемлемой частью исследуемой системы, что отличает её от субъективных интерпретаций, таких как КБизм.

В рамках QBism, так называемая «проблема измерения» в квантовой механике разрешается путем отказа от концепции объективного коллапса волновой функции. Согласно данной интерпретации, коллапс не является физическим процессом, происходящим с системой, а представляет собой обновление личных убеждений агента, совершающего измерение. Поскольку измерение рассматривается как субъективное действие, приводящее к личному опыту, необходимость в объективном механизме, определяющем, когда и как происходит коллапс волновой функции, отпадает. Вместо этого, волновой функцией оперируют как инструментом, позволяющим агенту оценивать вероятность различных исходов, а результат измерения фиксирует личный опыт агента, а не изменение состояния самой системы.

Бросая вызов предположениям: Нелокальность и за её пределами

Квантовая теория в интерпретации QBism предлагает оригинальное решение парадоксов, возникающих из теоремы Белла, отказавшись от критерия Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР). Вместо того чтобы искать скрытые переменные или постулировать нелокальные связи, QBism фокусируется на субъективном опыте агента, взаимодействующего с квантовой системой. Согласно этой точке зрения, квантовые состояния представляют собой не объективные свойства реальности, а скорее личные убеждения агента о возможных результатах измерений. Таким образом, кажущиеся парадоксальными корреляции, предсказанные квантовой механикой, возникают не из-за мгновенного обмена информацией между частицами, а из-за того, что агенты, использующие квантовую теорию как инструмент для принятия решений, обновляют свои вероятности на основе полученных результатов. Отказ от критерия ЭПР позволяет избежать противоречия с принципом локальности, поскольку QBism рассматривает корреляции как проявление личных убеждений, а не как объективные связи в физическом мире.

Квантовая теория в интерпретации QBism ставит под сомнение общепринятое представление о нелокальности, фокусируясь на роли наблюдателя и отказываясь от необходимости введения скрытых переменных. Согласно этой точке зрения, квантовые состояния описывают не объективные свойства системы, а лишь личные убеждения агента, основанные на его опыте и взаимодействии с миром. Нелокальность, возникающая в стандартной интерпретации квантовой механики как мгновенное влияние между удаленными частицами, в рамках QBism рассматривается как следствие неправильного толкования вероятностей. Поскольку квантовое состояние — это субъективная оценка, а не объективная реальность, «мгновенное» влияние представляет собой обновление убеждений агента, а не физическую передачу информации, что устраняет парадокс нарушения принципа локальности. Таким образом, QBism предлагает переосмысление квантовой нелокальности, рассматривая её как эпистемологический, а не онтологический феномен.

В рамках квантовой теории QBism предлагается радикальный взгляд на реальность, отрицающий существование единственного, объективного мира. Вместо этого, эта интерпретация постулирует существование множества равноправных реальностей, формирующихся индивидуально для каждого агента, осуществляющего наблюдение. Каждое взаимодействие, каждое измерение, создает уникальную перспективу, порождая собственное, субъективно окрашенное “многомирие” возможностей. Такое подход предполагает, что квантовая механика — это не открытие скрытых свойств Вселенной, а скорее, набор инструментов, позволяющих агентам ориентироваться в этом «плюральном» пространстве вероятностей и выбирать наиболее подходящие для них сценарии развития событий. Это не означает отказа от объективности как таковой, но подчеркивает, что объективность всегда связана с конкретным наблюдателем и его опытом.

Квантовая механика, в рамках данной интерпретации, перестаёт восприниматься как таинственная сила, определяющая судьбу Вселенной, и начинает рассматриваться как мощный инструмент для рациональных действий. Такой подход смещает акцент с метафизических вопросов о природе реальности на практическое применение квантовых принципов для принятия решений и оптимизации действий. Вместо поиска объективной истины, QBism предлагает рассматривать квантовые состояния как субъективные вероятности, отражающие убеждения агента и используемые для прогнозирования личных результатов. Это позволяет переосмыслить роль наблюдателя, представляя его не как пассивного регистратора, а как активного участника, чьи действия формируют реальность в контексте конкретных задач и целей. Таким образом, QBism открывает путь к использованию квантовой теории не для раскрытия тайн мироздания, а для повышения эффективности и обоснованности человеческих действий в самых различных областях.

Прагматичное квантовое будущее

Квантовая механика, несмотря на свою поразительную предсказательную силу, долгое время страдала от проблем интерпретации. Подход QBism, укорененный в прагматизме, предлагает последовательное и действенное решение этих проблем. Его основополагающее утверждение заключается в том, что квантовые состояния не являются объективными свойствами реальности, а скорее представляют собой степени уверенности агента в вероятных исходах его действий. Таким образом, QBism смещает фокус с попыток описать «объективную» реальность на описание того, как субъективный опыт и личные убеждения формируют взаимодействие агента с миром. Это позволяет рассматривать квантовые вероятности не как отражение внутренней неопределенности самой природы, а как инструменты для рационального принятия решений в условиях неопределенности, что открывает новые возможности для применения квантовых принципов за пределами традиционной физики.

QBism, в отличие от традиционных интерпретаций квантовой механики, смещает акцент с объективной реальности на субъективный опыт агента, принимающего решение. Вместо того чтобы спорить о том, что «реально» существует на квантовом уровне, этот подход сосредотачивается на том, как квантовые состояния используются для прогнозирования вероятностей различных исходов, а также для обоснования действий. Таким образом, QBism избегает затянутых онтологических дискуссий о природе реальности, предлагая прагматичную основу для понимания и применения квантовой теории. В центре внимания оказываются не абстрактные сущности, а конкретные действия, предпринимаемые агентом на основе его личных убеждений и ожиданий, что открывает возможности для разработки новых методов принятия решений и прогнозирования в различных областях, где неопределенность играет ключевую роль.

Подход, предложенный QBism, открывает перспективы для применения квантовой теории в областях, далеких от фундаментальной физики. В частности, принципы, лежащие в основе QBism, могут быть использованы для разработки более эффективных алгоритмов в искусственном интеллекте, позволяя системам принимать решения в условиях неопределенности и неполной информации. В области принятия решений, QBism предлагает новый взгляд на оценку рисков и возможностей, позволяя агентам формировать субъективные вероятности, отражающие их личные убеждения и цели. Это особенно важно в ситуациях, где традиционные методы анализа рисков оказываются неэффективными, например, в финансах или стратегическом планировании. Таким образом, QBism способствует трансформации квантовой механики из абстрактной теории в практический инструмент для решения сложных задач в различных областях науки и техники.

Взгляд, предлагаемый QBism, формирует перспективу, в которой квантовая механика перестает восприниматься как таинственная сила, определяющая судьбу Вселенной, и начинает рассматриваться как мощный инструмент для рациональных действий. Такой подход смещает акцент с метафизических вопросов о природе реальности на практическое применение квантовых принципов для принятия решений и оптимизации действий. Вместо поиска объективной истины, QBism предлагает рассматривать квантовые состояния как субъективные вероятности, отражающие убеждения агента и используемые для прогнозирования личных результатов. Это позволяет переосмыслить роль наблюдателя, представляя его не как пассивного регистратора, а как активного участника, чьи действия формируют реальность в контексте конкретных задач и целей. Таким образом, QBism открывает путь к использованию квантовой теории не для раскрытия тайн мироздания, а для повышения эффективности и обоснованности человеческих действий в самых различных областях.

В статье рассматривается QBism — подход, где рождение реальности определяется не фиксированными структурами, а непрерывными взаимодействиями между агентом и системой. Это напоминает о том, как быстро «революционные» технологии превращаются в технический долг: элегантная теория сталкивается с суровой реальностью продакшена. В итоге, вместо поиска абсолютной истины, мы имеем дело с нормативным правилом, которое просто позволяет системе функционировать. Как говорил Ричард Фейнман: «Если вы не можете объяснить что-то простыми словами, значит, вы сами этого не понимаете». И в случае с QBism, попытка объяснить квантовый мир через субъективный опыт агента, возможно, и не приближает нас к объективной реальности, но, по крайней мере, предлагает прагматичный способ работы с ней. В конце концов, мы не чиним продакшен — мы просто продлеваем его страдания, а QBism — это один из инструментов для этой благородной цели.

Что дальше?

Представленные построения вокруг QBism, несомненно, элегантны. Однако, за этой элегантностью неизбежно скрывается вопрос о практической применимости. Акцент на роли «агента» в квантовом измерении — это, по сути, перефразировка старой проблемы наблюдателя, облаченная в новую терминологию. Вероятно, дальнейшие исследования будут сосредоточены не на фундаментальной онтологии, а на попытках найти способы использования этого подхода для решения конкретных вычислительных задач, где «участие» агента можно алгоритмизировать. И, разумеется, это быстро превратится в гонку за оптимизацию, где изначальная философская глубина будет потеряна в деталях реализации.

Утверждение о том, что правило Борна является нормативным, а не описательным, — это смелый шаг, но он требует серьезной проработки. Если реальность строится на непрерывных «интер-участиях», а не на фиксированных структурах, возникает вопрос о масштабируемости этой модели. Как эти «участия» складываются в макроскопические объекты и предсказуемые закономерности? Ответ, вероятно, потребует введения новых уровней абстракции, которые неизбежно внесут новые неопределенности.

В конечном итоге, эта интерпретация, как и любая другая, столкнется с тем, что каждая архитектура со временем превращается в анекдот. Не нужно больше интерпретаций — нам нужно меньше иллюзий относительно того, что мы вообще понимаем квантовую реальность. Следующий шаг — не углубление в метафизику, а принятие того факта, что некоторые вопросы, возможно, просто не имеют ответа.

Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2512.14122.pdf

Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/

Смотрите также:

2025-12-17 08:41