صديق ويغنر

ويضيف ويغنر، موضحاً الأمر بمزيد من التفصيل:

بالنظر إلى أي جسم، يمكن تمثيل كل المعرفة الممكنة عنه بدالة موجية. هذا مفهوم رياضي لا داعي للخوض في تفاصيله هنا، فهو يتألف من عدد لا نهائي (قابل للعد) من الأرقام. بمعرفة هذه الأرقام، يمكن التنبؤ بسلوك الجسم قدر الإمكان. بتعبير أدق، تسمح الدالة الموجية بالتنبؤ باحتمالات تأثير الجسم علينا، سواءً بشكل مباشر أو غير مباشر. [...] في الواقع، الدالة الموجية ليست سوى لغة مناسبة لوصف مجموعة المعارف المكتسبة من خلال الملاحظات، والتي تُعدّ ضرورية للتنبؤ بسلوك النظام في المستقبل. لهذا السبب، تُسمى التفاعلات التي قد تُحدث إحساسًا ما لدينا أيضًا بالملاحظات أو القياسات. ندرك أن جميع المعلومات التي توفرها قوانين الفيزياء تتكون من روابط احتمالية بين الانطباعات المتتالية التي يُحدثها النظام علينا عند التفاعل معه بشكل متكرر، أي عند إجراء قياسات متكررة عليه. تُعد الدالة الموجية ملخصًا مناسبًا لذلك الجزء من الانطباعات السابقة الذي يظل ذا صلة باحتمالات تلقي الانطباعات المختلفة الممكنة عند التفاعل مع النظام في أوقات لاحقة.

إن الدالة الموجية لجسم ما "موجودة" (علامات اقتباس ويغنر) لأن المراقبين يمكنهم مشاركتها:

المعلومات التي توفرها الدالة الموجية قابلة للتبادل. فإذا تمكن شخص آخر بطريقة ما من تحديد الدالة الموجية لنظام ما، فبإمكانه إخباري بها، ووفقًا للنظرية، ستكون احتمالات الانطباعات (أو "الأحاسيس") المختلفة متساوية في الحجم، بغض النظر عما إذا كان هو أو أنا نتفاعل مع النظام بطريقة معينة.

إن مراقبة النظام تتسبب في تغيير وظائفه الموجية بشكل غير حتمي، لأن "دخول انطباع ما في وعينا" يعني مراجعة "احتمالات الانطباعات المختلفة التي نتوقع تلقيها في المستقبل".

يقدم ويغنر حجتين لدعم فرضية أن العقل يؤثر على الجسد، أي أن جسم الإنسان يمكن أن "ينحرف عن قوانين الفيزياء" كما استُنتج من التجارب على الجمادات. الحجة التي يجدها ويغنر شخصيًا أقل إقناعًا هي تلك التي عُرفت باسم "صديق ويغنر". في هذه التجربة الفكرية، يفترض ويغنر أن صديقه موجود في مختبر، ويسمح له بإجراء قياس كمي على نظام فيزيائي (قد يكون نظامًا دورانيًا ). يُفترض أن هذا النظام في حالة تراكب بين حالتين متميزتين، لنقل الحالة  0 والحالة  1 (أو${\displaystyle |0\rangle }$و${\displaystyle |1\rangle }$في تدوين ديراك ). عندما يقيس صديق ويغنر النظام في أساس {0,1} ، وفقًا لميكانيكا الكم، سيحصلون على إحدى النتيجتين المحتملتين (0 أو 1) وسينهار النظام إلى الحالة المقابلة.

الآن، يقوم ويغنر نفسه بنمذجة السيناريو من خارج المختبر، مدركًا أن صديقه سيقوم في وقت ما بإجراء قياس 0/1 على النظام الفيزيائي. وفقًا لخطية معادلات ميكانيكا الكم، سيُعيّن ويغنر حالة تراكب للمختبر بأكمله (أي النظام المشترك للنظام الفيزيائي مع الصديق): حالة التراكب للمختبر هي إذًا توليفة خطية من "النظام في الحالة 0 - قام الصديق بقياس 0" و"النظام في الحالة 1 - قام الصديق بقياس 1".

لنفترض الآن أن ويغنر سأل صديقه عن نتيجة القياس. أيًا كانت الإجابة التي سيقدمها الصديق (0 أو 1)، سيُسند ويغنر إلى المختبر الحالة "النظام في الحالة 0 - قياس الصديق 0" أو "النظام في الحالة 1 - قياس الصديق 1". وبالتالي، لا ينهار وضع التراكب الخاص بالمختبر إلا عندما يعلم ويغنر بنتيجة صديقه.

مع ذلك، ما لم يُعتبر ويغنر في "موقع متميز كمراقب نهائي"، يجب اعتبار وجهة نظر الصديق صحيحة بنفس القدر، وهنا يبرز تناقض ظاهري : فمن وجهة نظر الصديق، تم تحديد نتيجة القياس قبل وقت طويل من سؤال ويغنر عنها، وانهارت حالة النظام الفيزيائي بالفعل. متى حدث الانهيار تحديدًا؟ هل كان ذلك عندما انتهى الصديق من قياسه، أم عندما دخلت معلومات النتيجة إلى وعي ويغنر ؟ كما يقول ويغنر، كان بإمكانه أن يسأل صديقه: "ما شعورك حيال [نتيجة القياس] قبل أن أسألك؟" يكتب ويغنر أن مسألة النتيجة التي رآها الصديق "محسومة مسبقًا في ذهنه"، مما يعني أن الحالة المشتركة بين الصديق والنظام يجب أن تكون بالفعل أحد الخيارات المنهارة، وليست تراكبًا لها. ويخلص ويغنر إلى أن التطور الزمني الخطي للحالات الكمومية وفقًا لمعادلة شرودنغر لا يمكن تطبيقه عندما يكون الكيان الفيزيائي المعني كائنًا واعيًا.

يقدم ويغنر حجته الثانية، التي يجدها أكثر إقناعاً، بإيجاز شديد:

أما الحجة الثانية التي تدعم وجود تأثير للوعي على العالم المادي فتستند إلى ملاحظة أننا لا نعرف أي ظاهرة يتأثر فيها أحد الكائنات بآخر دون أن يؤثر هو عليه. ويبدو هذا مقنعاً لي.

بحسب الفيزيائي ليزلي بالنتين، بحلول عام ١٩٨٧، كان ويغنر قد خلص إلى أن الوعي لا يُسبب انهيارًا فيزيائيًا للدالة الموجية، مع أنه كان لا يزال يعتقد بصحة سلسلة استنتاجاته التي قادته إلى هذا الاستنتاج. وكما يروي بالنتين، اعتبر ويغنر حجته التي طرحها عام ١٩٦١ بمثابة دحضٍ للباطل ، مما يشير إلى ضرورة مراجعة مسلمات ميكانيكا الكم بطريقة ما. ^{[ ٧ ]}

تتجنب النسخ المختلفة لتفسير العوالم المتعددة الحاجة إلى افتراض أن الوعي يسبب الانهيار - بل إن الانهيار يحدث على الإطلاق.

تُعدّ أطروحة الدكتوراه لهيو إيفريت الثالث بعنوان " صياغة ميكانيكا الكمّ 'الحالة النسبية'" [ ^{8 ] أساسًا} للعديد من تفسيرات الأكوان المتعددة المُستخدمة اليوم. في الجزء التمهيدي من عمله، يناقش إيفريت "الدراما الطريفة، ولكنها افتراضية للغاية " لمفارقة صديق ويغنر. تجدر الإشارة إلى وجود رسم توضيحي لهذا السيناريو في مسودة مبكرة من أطروحة إيفريت. ^{[ 9 ]} ولذلك، كان إيفريت هو من قدّم أول مناقشة مكتوبة لهذه المشكلة قبل أربع أو خمس سنوات من مناقشتها في "ملاحظات حول مسألة العقل والجسد" ^{[ 1 ]} من قِبل ويغنر، الذي اكتسبت هذه المشكلة اسمه وشهرته لاحقًا. ومع ذلك، وبما أن إيفريت كان تلميذًا لويغنر، فمن الواضح أنهما ناقشاها معًا في وقت ما. ^{[ 9 ]}

على عكس أستاذه ويغنر، الذي اعتبر وعي المراقب مسؤولاً عن الانهيار، يفهم إيفريت سيناريو صديق ويغنر بطريقة مختلفة: إذ يصر على أن تعيينات الحالات الكمومية يجب أن تكون موضوعية وغير نسبية، ويستنتج إيفريت تناقضًا منطقيًا واضحًا عند السماح${\displaystyle F}$و${\displaystyle W}$سبب يتعلق بحالة المختبر${\displaystyle S}$مع${\displaystyle F}$ثم، يُظهر سيناريو صديق ويغنر لإيفريت عدم توافق فرضية الانهيار لوصف القياسات مع التطور الحتمي للأنظمة المغلقة. ^{[ 10 ]} وفي سياق نظريته الجديدة، يدّعي إيفريت أنه حلّ مفارقة صديق ويغنر بالسماح فقط بتطور زمني وحدوي مستمر للدالة الموجية للكون. ومع ذلك، لا يوجد دليل على وجود أي حجة مكتوبة لإيفريت حول هذا الموضوع. ^{[ 11 ]}

في تفسيرات الأكوان المتعددة ، تُصوَّر القياسات على أنها تفاعلات بين أنظمة فرعية في الكون، وتتجلى كتفرع للحالة الكونية. تُفسِّر هذه التفرعات المختلفة نتائج القياسات الممكنة، وتُعتبر تجارب ذاتية للمراقبين المعنيين. وفقًا لهذا المنظور، يؤدي قياس الصديق للدوران إلى تفرع العالم إلى عالمين متوازيين: أحدهما قاس فيه الصديق الدوران بقيمة 1، والآخر قاس فيه قيمة الدوران بقيمة 0. إذا قام ويغنر لاحقًا بقياس النظام المُدمج للصديق ونظام الدوران، ينقسم العالم مرة أخرى إلى جزأين متوازيين.

وفقًا لنظريات الانهيار الموضوعي ، يحدث انهيار الدالة الموجية عندما يصل نظام متراكب إلى عتبة موضوعية معينة من حيث الحجم أو التعقيد. ويتوقع أنصار نظرية الانهيار الموضوعي أن ينهار نظامٌ كبيرٌ كقطةٍ قبل فتح الصندوق، لذا لا يطرح سؤال رصد المراقبين أنفسهم. ^{[ 12 ]} أما إذا كان النظام المقاس أبسط بكثير (كحالة دوران واحدة مثلاً)، فمن المتوقع أن ينهار النظام بمجرد إجراء الرصد، لأن النظام الأكبر المتمثل في العالم والمعدات والغرفة يُعتبر بالغ التعقيد بحيث لا يمكن أن يتشابك في التراكب.

طُوِّرت ميكانيكا الكم العلائقية ^{[ 13 ]} (RQM) عام 1996 على يد كارلو روفيللي ، وهي من أحدث تفسيرات ميكانيكا الكم . في RQM، يمكن لأي نظام فيزيائي أن يلعب دور النظام المُراقِب، حيث يُمكن لأي نظام آخر أن يُظهر له "حقائق" حول المتغيرات الفيزيائية. تُقدِّم هذه النسبية المتأصلة للحقائق في RQM "حلاً" مباشراً للموقف الذي يبدو متناقضاً في سيناريو صديق ويغنر: فالحالة التي يُسندها الصديق إلى اللف المغزلي هي حالة نسبية لنفسه كصديق، بينما الحالة التي يُسندها ويغنر إلى النظام المُدمج للصديق واللف المغزلي هي حالة نسبية لنفسه كويغنر. وبحسب بنية النظرية، لا يشترط أن يتطابق هذان الوصفان، لأن كليهما يُمثلان إسناداً صحيحاً للحالات بالنسبة لنظامهما.

إذا كان المتغير الفيزيائي الذي يتم قياسه لنظام الدوران يُرمز إليه بـ${\displaystyle z}$، أين${\displaystyle z}$تأخذ القيم المحتملة للنتيجة 0 أو 1، ويتم نمذجة حالة صديق ويغنر المذكورة أعلاه في سياق RQM على النحو التالي:${\displaystyle F}$يُصوّر هذا النموذج الوضع على أنه انتقال من قبل إلى بعد $${\displaystyle \alpha |0\rangle _{S}+\beta |1\rangle _{S}\to |1\rangle _{S}}$$ ولاية${\displaystyle S}$بالنسبة إليه (هنا كان يُفترض أن${\displaystyle F}$تم التوصل إلى النتيجة${\displaystyle z=1}$في قياسه لـ${\displaystyle S}$).

بلغة إدارة الجودة النسبية، الحقيقة${\displaystyle z=1}$من أجل دوران${\displaystyle S}$تحققت ذاتياً بالنسبة إلى${\displaystyle F}$أثناء تفاعل النظامين.

ثمة طريقة أخرى لنمذجة الموقف نفسه، وهي منظور خارجي (من منظور ويغنر). من هذا المنظور، يمكن إجراء قياس بواسطة نظام واحد (${\displaystyle F}$) من آخر (${\displaystyle S}$ينتج عن ذلك ارتباط بين النظامين. وتكون الحالة التي تُظهر هذا الارتباط صالحة بنفس القدر لنمذجة عملية القياس. ومع ذلك، يتغير النظام الذي تكون فيه هذه الحالة المرتبطة صالحة. بافتراض أن ويغنر (${\displaystyle W}$) لديه المعلومات التي تفيد بأن المتغير الفيزيائي${\displaystyle z}$ل${\displaystyle S}$يتم قياسه بواسطة${\displaystyle F}$لكن دون معرفة ماذا${\displaystyle F}$تم استلامها كنتيجة،${\displaystyle W}$يجب نمذجة الموقف على النحو التالي: $${\displaystyle {\big (}\alpha |0\rangle _{S}+\beta |1\rangle _{S}{\big )}|\bot \rangle _{F}\to \alpha {\big (}|0\rangle _{S}\otimes |0\rangle _{F}{\big )}+\beta {\big (}|1\rangle _{S}\otimes |1\rangle _{F}{\big )},}$$ أين${\displaystyle |\bot \rangle _{F}}$تعتبر ولاية${\displaystyle F}$قبل القياس، و${\displaystyle |1\rangle _{F}}$و${\displaystyle |0\rangle _{F}}$هي الحالات المقابلة لـ${\displaystyle F}$يُظهر هذا النموذج حالة 's عندما تكون قيمته 1 أو 0 على التوالي. ويُصوّر هذا النموذج الوضع بالنسبة إلى${\displaystyle W}$لذا، فإن الحالات المُخصصة هي حالات نسبية بالنسبة لنظام ويغنر. في المقابل، لا توجد قيمة لـ${\displaystyle z}$النتيجة التي تتحقق فيما يتعلق بـ${\displaystyle W}$لأنه غير مشارك في عملية القياس.

وبهذا المعنى، هناك روايتان لنفس الموقف (عملية قياس المتغير الفيزيائي).${\displaystyle z}$على النظام${\displaystyle S}$بواسطة${\displaystyle F}$تُقبل هذه العوامل ضمن إدارة الجودة المرجعية (RQM) على أنها موجودة جنبًا إلى جنب. ولا يمكن تقديم بيان يصف الوضع "بشكل صحيح" إلا عند تحديد نظام مرجعي.

في التفسير المعروف باسم QBism ، الذي دافع عنه ن. ديفيد ميرمين وآخرون، لا تؤدي حالة صديق ويغنر إلى مفارقة، لأنه لا توجد دالة موجية صحيحة بشكل فريد لأي نظام. بدلاً من ذلك، تُعد الدالة الموجية بيانًا لاحتمالات بايزية شخصية ، وعلاوة على ذلك، فإن الاحتمالات التي تُشفّرها الدوال الموجية هي احتمالات لتجارب شخصية أيضًا للفاعل الذي يختبرها. ^{[ 14 ]} يُعبّر جاينز عن هذا على النحو التالي: "لا توجد مفارقة إلا إذا افترضنا أن مصفوفة الكثافة (أي توزيع الاحتمال) هي شيء "حقيقي فيزيائيًا" و"مطلق". لكن المعضلة تختفي الآن عندما نُدرك "مبدأ النسبية" للاحتمالات. مصفوفة الكثافة (أو، في الفيزياء الكلاسيكية ، توزيع الاحتمال على الإحداثيات والزخم) لا تُمثل حالة فيزيائية، بل تُمثل فقط حالة معينة من المعرفة حول مجموعة من الحالات الفيزيائية الممكنة". ^{[ 15 ]} وكما يقول فون باير: "إن الدوال الموجية ليست مرتبطة بالإلكترونات ولا تُحمل معها كالهالات التي تحوم فوق رؤوس القديسين، بل يُحددها عاملٌ ما وتعتمد على مجمل المعلومات المتاحة لهذا العامل." ^{[ 16 ]} وبالتالي، لا يوجد خطأ من حيث المبدأ في أن يُحدد ويغنر وصديقه دوال موجية مختلفة للنظام نفسه. ويتخذ بروكنر موقفًا مشابهًا، مستخدمًا شرحًا لسيناريو ويغنر وصديقه لتبرير ذلك. ^{[ 12 ]}

تفترض نظرية دي برولي-بوم ، المعروفة أيضًا باسم ميكانيكا بوم أو نظرية الموجة الدليلية ، بالإضافة إلى دالة الموجة، وجود تكوين فعلي للجسيمات حتى في حال عدم رصدها. يتطور هذا التكوين مع الزمن وفقًا لقانون حتمي، حيث توجه دالة الموجة حركة الجسيمات. ويحدد تكوين الجسيمات نتيجة القياس الفعلية - على سبيل المثال، ما إذا كانت قطة شرودنغر ميتة أم حية، أو ما إذا كان صديق ويغنر قد قاس 0 أو 1 - حتى لو كانت دالة الموجة عبارة عن تراكب. في الواقع، وفقًا لنظرية دي برولي-بوم، لا تنهار دالة الموجة أبدًا على المستوى الأساسي. ومع ذلك، يوجد مفهوم الانهيار الفعال ، استنادًا إلى حقيقة أنه في كثير من الحالات، يمكن تجاهل "الفروع الفارغة" لدالة الموجة، التي لا توجه التكوين الفعلي للجسيمات، لجميع الأغراض العملية. ^{[ 17 ]}

لا تُعطي نظرية دي برولي-بوم أي مكانة خاصة للمراقبين الواعين. في حالة صديق ويغنر، سيؤدي القياس الأول إلى انهيار فعلي. ولكن حتى لو وصف ويغنر حالة صديقه بأنها تراكب، فلا يوجد تناقض مع ملاحظة هذا الصديق لنتيجة قياس محددة كما هو موضح في تكوين الجسيمات. وبالتالي، وفقًا لنظرية دي برولي-بوم، لا يوجد تناقض لأن الدالة الموجية وحدها لا تُقدم وصفًا كاملاً للحالة الفيزيائية.

يُعدّ معنى وتداعيات تجربة فراوشيغر- رينر الفكرية موضع نقاش واسع. وتُعتبر العديد من الافتراضات التي بُنيت عليها الحجة أساسيةً للغاية، وبالتالي يصعب التخلي عنها بسهولة. ومع ذلك، يبقى السؤال مطروحًا حول ما إذا كانت هناك افتراضات "ضمنية" لا تظهر صراحةً في الحجة. ويخلص المؤلفان أنفسهما إلى أن "نظرية الكم لا يمكن تعميمها على الأنظمة المعقدة، على الأقل ليس بطريقة مباشرة". ^{[ 18 ]} من جهة أخرى، يُقدّم أحد العروض للتجربة على أنها دائرة كمومية ، حيث تُصوّر العناصر على أنها كيوبتات منفردة ، وتُصوّر استدلالها على أنه عمليات شرطية بسيطة. ^{[ 21 ]}

لقد تمّت مناقشة نظرية الكمّية (QBism) وميكانيكا الكمّ العلائقية ونظرية دي برولي-بوم لتجنّب التناقض الذي اقترحه سيناريو صديق ويغنر الموسّع لفراوشيغر ورينر. ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}