Teoria M.25

Na koniecznoÂśĂŚ wÂłÂączenia Âświadomego obserwatora do schematu pojĂŞciowego teorii kwantĂłw pierwszy wskazaÂł John von Neumann [27], proponujÂąc tzw. ortodoksyjnÂą interpretacjĂŞ teorii kwantĂłw. PodjÂąÂł on wszystkie idee szkoÂły kopenhaskiej, ale w odrĂłÂżnieniu od Bohra [28] przypisaÂł aparaturze pomiarowej taki sam status jak mikroskopowemu obiektowi mierzonemu - obydwa ukÂłady opisywane sÂą liniowymi rĂłwnaniami teorii kwantĂłw. Jednak pomiaru kwantowego nie moÂżna zakoĂączyĂŚ w ramach liniowej mechaniki kwantowej [19]. Pomiar przeprowadzany nad ukÂładem mikroskopowym przebiega w sposĂłb, ktĂłry ilustruje nastĂŞpujÂący przykÂład. ZaÂłĂłÂżmy, Âże dysponujemy przyrzÂądem pomiarowym, ktĂłry za pomocÂą odpowiedniego wskaÂźnika moÂże pokazaĂŚ czy pewna czÂąstka ulegÂła rozpadowi. PrzyrzÂąd ten moÂżna dostatecznie dokÂładnie opisaĂŚ za pomocÂą pojĂŞĂŚ fizyki klasycznej. MoÂżliwe sÂą dwa wykluczajÂące siĂŞ wyniki pomiaru i teoria kwantĂłw umoÂżliwia obliczenie tylko ich prawdopodobieĂąstw. ChcÂąc sprawdziĂŚ co pokazuje przyrzÂąd musimy go oÂświetliĂŚ. W dalszym ciÂągu teoria kwantĂłw pozwala obliczyĂŚ tylko prawdopodobieĂąstwo tego, Âże ÂświatÂło od wskaÂźnika zostanie odbite w tym lub innym kierunku. Ten proces trwa tak dÂługo, aÂż odrzucimy jednÂą z moÂżliwoÂści i pozostawimy drugÂą, poniewaÂż w naszym umyÂśle uÂświadomimy sobie, Âże doÂświadczenie daÂło taki a nie inny wynik.
W teorii kwantĂłw zawsze posÂługujemy siĂŞ pojĂŞciem wektora stanu, ktĂłry jest obiektem matematycznym wyraÂżajÂącym naszÂą wiedzĂŞ o rozpatrywanym ukÂładzie. JeÂśli wykonamy pomiar, musimy zastÂąpiĂŚ dany wektor stanu nowym wektorem stanu, ktĂłry uwzglĂŞdnia zdobytÂą w pomiarze wiedzĂŞ. Wiedza wymaga podmiotu, ktĂłry posiada wiedzĂŞ. Z tego powodu von Neumann przyjÂąÂł, Âże redukcja superpozycji stanĂłw w momencie pomiaru spowodowana jest przez umysÂł Âświadomego obserwatora, ktĂłry konstatuje rezultat zarejestrowany przez przyrzÂąd pomiarowy. Dlatego nie moÂżna zastÂąpiĂŚ obserwatora jakimÂś urzÂądzeniem nieoÂżywionym czy istotÂą ÂżywÂą, ale nie dysponujÂącÂą Âświadomym umysÂłem. Nie baczÂąc na to, Âże mĂłzg czÂłowieka jest ukÂładem fizycznym interpretacja ortodoksyjna odrzuca zaÂłoÂżenie, Âże za pomocÂą teorii kwantĂłw moÂżna opisaĂŚ umysÂł ludzki (lub jakiejÂś innej istoty Âświadomej swego istnienia) wraz z jego wiedzÂą i samoÂświadomoÂściÂą.
ZaÂłoÂżenie, Âże redukcja superpozycji stanĂłw dokonuje siĂŞ w ÂświadomoÂści badacza, wprowadza bez wÂątpienia okreÂślonÂą tezĂŞ filozoficznÂą natury epistemologicznej [29]. Prowadzi ona do uznania wpÂływu ludzkiej ÂświadomoÂści na Âświat zewnĂŞtrzny. Wszystkie spekulacje wyrastajÂące z pomysÂłu von Neumanna wydajÂą siĂŞ nieistotne w porĂłwnaniu z poÂłÂączeniem ukÂładu obiekt obserwowany - przyrzÂąd z obserwatorem. Klasyczny wzorzec fizyki dziaÂła tak, ze obserwator stoi w cieniu. Wskutek powtarzalnoÂści wynikĂłw pomiaru, okreÂślonej ich weryfikowalnoÂści oraz przewidywania przez teorie fizyczne nowych faktĂłw, fizyka uzyskiwaÂła w swojej procedurze poznawczej swoistÂą obiektywnoÂśĂŚ i niezaleÂżnoÂśĂŚ od umysÂłu obserwatora. IstniaÂł on, lecz byÂł gÂłĂŞboko ukryty. W zwiÂązku z tym wszystkie wielkie spory epistemologiczne znalazÂły siĂŞ poza fizykÂą, byÂła ona jakby ponad nimi. To, co od tysiĂŞcy lat trapiÂło filozofĂłw - jak czÂłowiek poznaje Âświat, jaki jest stosunek umysÂłu, Âświadomosci do rzeczy - dla fizykĂłw, dziĂŞki specyficznej metodzie poznawczej, w zasadzie nie istniaÂło. Dopiero w propozycji von Neumanna trzeba byÂło uprzytomniĂŚ sobie nieredukowalnoÂśĂŚ istnienia obserwatora obdarzonego ÂświadomoÂściÂą w samym akcie pomiaru. ÂŚwiadomoÂśĂŚ redukujÂąca superpozycjĂŞ stanĂłw to odnalezienie w zupeÂłnie nowym jĂŞzyku mechaniki kwantowej starego, lecz ciÂągle Âżywego w ludzkim myÂśleniu pytania o poznawczy akt czÂłowieka [29]. Pytanie to zostaje podjĂŞte przez udzielenie konkretnej odpowiedzi przez von Neumanna. WaÂżne jest to, Âże fizyk po raz pierwszy musi w sposĂłb bardzo drastyczny uÂświadomiĂŚ sobie, Âże jego metoda poznawania Âświata jest poznawczym wysiÂłkiem czÂłowieka i nie ucieknie od problemĂłw, ktĂłre stawia przed nim filozoficzna teoria poznania. PodzielaĂŚ trzeba wszelkie jej niepowodzenia i wÂątpliwoÂści.

Przeciw interpretacji ortodoksyjnej wysuwa siĂŞ siedem gÂłĂłwnych zarzutĂłw:

1. PrzyjmujÂąc, Âże umysÂł podlega innym prawom niÂż caÂła reszta Âświata fizycznego, wyrzuca siĂŞ go tym samym poza nawias fizycznej rzeczywistoÂści i wikÂła siĂŞ w kÂłopotliwy problem psychofizyczny. Wymaga pojĂŞcia ÂświadomoÂści, teorii percepcji i teorii wyjaÂśniajÂącej dziaÂłanie umysÂłu, ale nie ma na jej temat nic do powiedzenia. Ponadto nie wyjaÂśnia, gdzie przebiega granica pomiĂŞdzy przyrzÂądem pomiarowym a obserwatorem i dlaczego umysÂł nigdy nie postrzega superpozycji stanĂłw.
2. ÂŚwiadomoÂśĂŚ umysÂłu nie jest precyzyjnie okreÂślonym pojĂŞciem, dlatego interpretacja ortodoksyjna jest tylko programem na poprawnÂą interpretacjĂŞ.
3. Proponuje trudny do zaakceptowania status istnienia wszechÂświata w okresie, gdy nie byÂło jeszcze ludzi ani Âżadnych innych Âświadomych obserwatorĂłw. Problem ten w groteskowej formie zostaÂł przedstawiony w 1935 roku przez SchrĂśdingera w postaci tzw. paradoksu kota SchrĂśdingera [30-34]. Z tego powodu z trudem nadaje siĂŞ do interpretacji kosmologii kwantowej [35,36].
4. Nie wyjaÂśnia rĂłwnieÂż wzglĂŞdnoÂści (zaleÂżnoÂści od sytuacji obserwatora) procesu redukcji superpozycji stanĂłw, co czĂŞsto przedstawia siĂŞ w formie tzw. paradoksu przyjaciela Wignera [13].
5. Przyjmuje, Âże to umysÂł czÂłowieka odpowiedzialny jest za kreowanie rzeczywistoÂści fizycznej [32]. Innymi sÂłowy, w interpretacji tej umysÂł czÂłowieka gra rolĂŞ Stworzyciela [37].
6. Nie proponuje obrazu rzeczywistoÂści, ktĂłry pogodziÂłby istnienie natychmiastowych korelacji w kwantowych ukÂładach rozciÂągÂłych przestrzennie z relatywistycznym pojĂŞciem rĂłwnoczesnoÂści zdarzeĂą (patrz czĂŞÂśĂŚ 1.2).
7. Ma trudnoÂści z odpowiedziÂą na pytanie: czyjÂą wiedzĂŞ reprezentuje wektor stanu (albo raczej zredukowany operator gĂŞstoÂści) opisujÂący mĂłzg Âświadomego obserwatora?

W Âświetle ortodoksyjnej interpretacji teorii kwantĂłw pojawia siĂŞ pytanie o ontologiczny status wprowadzonego przez nas UT, w ktĂłrym rozgrywajÂą siĂŞ procesy kwantowe.

ZaÂłoÂżenie, przyjmowane przez interpretacjĂŞ ortodoksyjnÂą, Âże ÂświadomoÂśĂŚ obserwatora znajduje siĂŞ poza zakresem teroii kwantĂłw prowadzi do dualistycznej koncepcji natury. WedÂług tej koncepcji rzeczywistoÂśĂŚ skÂłada siĂŞ z dwĂłch rĂłÂżnych elementĂłw: pierwszego - opisywanego przez teoriĂŞ kwantĂłw i drugiego - samoÂświadomej i aktywnej substancji umysÂłowej (duchowej), ktĂłra nie jest opisywana przez teoriĂŞ kwantĂłw.

Ponadto, interpretacja ta wyjaÂśnia, bez popadania w konflikt z teoriÂą wzglĂŞdnoÂści, rezultaty eksperymentĂłw korelacyjnych, z ktĂłrych wynika, Âże czÂąstka elementarna nie obserwowana nie istnieje obiektywnie (poza naszÂą ÂświadomoÂściÂą), albo Âże ukÂład kwantowy stanowi niepodzielnÂą caÂłoÂśĂŚ scementowanÂą przez nieczasoprzestrzenne oddziaÂływania. Zgodnie z tÂą interpretacjÂą obie moÂżliwoÂści zachodzÂą ÂłÂącznie. Pierwsza jest oczywista, natomiast druga wynika z tego, Âże przekazywanie decyzji umysÂłom ludzkim przez UT jest procesem nieczasoprzestrzennym. Dzieje siĂŞ tak, poniewaÂż czasoprzestrzeĂą jest rzeczywistoÂściÂą wtĂłrnÂą w stosunku do przestrzeni Hilberta zbioru moÂżliwoÂści. CzasoprzestrzeĂą jest tylko rzeczywistoÂściÂą "rozpiĂŞtÂą" w naszych umysÂłach przez UT na skutek odpowiedniego przekazu idei.

Wiedza umysÂłĂłw ludzkich podlega zmianie z powodu wÂłasnego myÂślenia i przez przekazywanie nowych informacji przez UT, ktĂłre odbierane sÂą przez ludzki umysÂł jako wraÂżenia zmysÂłowe. PoniewaÂż we wraÂżeniach tych zawarte sÂą pewne regularnoÂści, czÂłowiek odczuwa to jako upÂływ czasu. Nazywa siĂŞ to psychologicznÂą strzaÂłkÂą czasu. Istnienie tej strzaÂłki czasu ma dla nas zasadnicze znaczenie. Czujemy, Âże posuwamy siĂŞ w czasie zawsze do przodu, od ustalonej przeszÂłoÂści do niepewnej przyszÂłoÂści. Wiemy, Âże przeszÂłoÂśĂŚ juÂż minĂŞÂła i nie moÂżna jej zmieniĂŚ. Nasza wiedza na temat przeszÂłoÂści pochodzi ze ÂśladĂłw pozostawionych w naszej pamiĂŞci oraz ze ÂśladĂłw w Âświecie wraÂżeĂą zmysÂłowych. PrzyszÂłoÂśĂŚ natomiast wydaje siĂŞ nam nieokreÂślona i istnieje tylko jako zbiĂłr moÂżliwoÂści. RĂłwnania fizyki opisujÂące ewolucjĂŞ moÂżliwoÂści sÂą symetryczne ze wzglĂŞdu na zmianĂŞ kierunku upÂływu czasu. Z tego punktu widzenia przeszÂłoÂśĂŚ i przyszÂłoÂśĂŚ majÂą podobny status. Ale do fizyki naleÂży rĂłwnieÂż proces pomiaru kwantowego, w ktĂłrym nastĂŞpuje skokowa i nieodwracalna redukcja moÂżliwoÂści [13,31,32], bĂŞdÂąca wynikiem nieodwracalnej decyzji podjĂŞtej przez UT i przekazana umysÂłom ludzkim. NastĂŞpujÂące po sobie decyzje UT odczuwamy jako nieodwracalny upÂływ czasu.
SÂą fizycy, ktĂłrzy uwaÂżajÂą, Âże kwantowa teoria grawitacji jest juÂż sformuÂłowana i przyjĂŞÂła postaĂŚ jednego z wariantĂłw teorii superstrun [25]. IstniejÂą dowody ÂświadczÂące bowiem o tym, Âże teoria superstrun jest spĂłjnÂą teoriÂą kwantowÂą wszystkich oddziaÂływaĂą z grawitacjÂą wÂłÂącznie. KÂłopot polega na tym, Âże o ile w dziesiĂŞciowymiarowej przestrzeni mamy tylko kilka spĂłjnych teorii superstrun, to po zwiniĂŞciu (uzwarceniu) szeÂściu wymiarĂłw przestrzennych takich teorii moÂżemy wygenerowaĂŚ dziesiÂątki tysiĂŞcy. KaÂżdy z rĂłÂżnych sposobĂłw silnego zwijania (uzwarcenia) dodatkowych wymiarĂłw przestrzennych prowadzi do wyraÂźnie spĂłjnego zbioru praw rzÂądzÂących naszym Âświatem. WÂłaÂśnie z tego powodu, mimo caÂłej elegancji i obiecujÂących wynikĂłw, teorie superstrun nie doprowadziÂły jak dotÂąd do Âżadnych nowych przewidywaĂą dotyczÂących wÂłaÂściwoÂści czÂąstek elementarnych. ByĂŚ moÂże istnieje bardziej fundamentalny poziom teorii strun, na przykÂład w postaci tzw. teorii M [25], unifikujÂący te spĂłjne zbiory praw.
http://www.staff.amu.edu.pl/~zbigonys/interpre.html

M-teoria

M-teoria - jedna z fizycznych "teorii wszystkiego", czyli teorii prĂłbujÂącej w uniwersalny, spĂłjny sposĂłb opisaĂŚ prawa przyrody. ZostaÂła zaproponowana w 1995 przez Edwarda Wittena. Jest ona rozszerzeniem tzw. teorii strun. Jej powstanie wywoÂłaÂło spory w Âśrodowisku fizykĂłw, z powodu braku moÂżliwoÂści jej eksperymentalnej weryfikacji. ZakÂłada ona m.in. istnienie 11 wymiarĂłw, strun, superstrun, membran, supermembran, superczÂąstek i innych obiektĂłw elementarnych.
Nie ma zgody, co do pochodzenia nazwy, literĂŞ M moÂżna tÂłumaczyĂŚ jako mother (matka), mystery (tajemnica), matrix (macierz), membrane (membrana), niektĂłrzy podejrzewajÂą, Âże Witten miaÂł na myÂśli "my theory".

Wedle jednego z rodzajĂłw M-teorii, teorii Horavy-Wittena, 11 wymiarĂłw wymaga tylko grawitacja (teoria ta wywodzi siĂŞ z modelu supergrawitacji), natomiast tzw. oddziaÂływania cechowania (silne, sÂłabe i elektromagnetyczne) zachodzÂą w hiperprzestrzeni 10-wymiarowej. W jej Âświetle wszechÂświat ma ksztaÂłt dwĂłch dziesiĂŞciowymiarowych membran, ktĂłre ÂłÂączy odcinek z osobliwymi koĂącami o nazwie orbifold. MoÂżna to interpretowaĂŚ jako dwa 10-wymiarowe wszechÂświaty oddziaÂływajÂące miĂŞdzy sobÂą za pomocÂą grawitacji, z ktĂłrych jeden to nasz wszechÂświat, a drugi skÂłada siĂŞ z ciemnej materii.

WiÂąÂże siĂŞ z niÂą teoria Randalla-Sundruma, ktĂłra opisuje tzw. wszechÂświaty membranowe. W tym modelu ksztaÂłt wszechÂświata jest podobny jak w teorii Horavy-Wittena (jeÂśli dodatkowy wymiar jest nieskoĂączony, to zamiast dwĂłch wystĂŞpuje tu tylko jedna membrana). Ta teoria przewiduje, Âże newtonowskie prawa grawitacji zmieniajÂą siĂŞ przy oddziaÂływaniach na odlegÂłoÂśĂŚ poniÂżej milimetra, oraz Âże efekty unifikacji dla grawitacji moÂżna zaobserwowaĂŚ juÂż przy energii dostĂŞpnej akceleratorom. To obiecujÂąca wÂłaÂściwoÂśĂŚ, ktĂłra daje wreszcie perspektywĂŞ sprawdzenia efektĂłw M-teorii przez fizykĂŞ doÂświadczalnÂą.
wiki
KiedyÂś myÂślaÂłem, Âże jest tylko jedna teoria superstrun, okazaÂło siĂŞ niedawno, Âże jest tych teorii superstrun aÂż piĂŞĂŚ. Wszystkich 5 teorii superstrun jest bardzo podobnych do siebie i wÂłaÂściwie jeszcze jedna teoria zwana M-teoriÂą spaja pozostaÂłe 5 w jednÂą caÂłoÂśĂŚ. Wszystkie 5 teorii zakÂłada istnienie 10 wymiarĂłw: 3 zewnĂŞtrznych – przestrzennych i 6 wewnĂŞtrznych – zwiniĂŞtych do Âśrodka, czyli w drugÂą stronĂŞ + czas. M-teoria wymaga dodatkowego wymiaru przestrzennego w stosunku do pozostaÂłych 5 teorii.
SzczegĂłlnÂą cechÂą teorii superstrun jest to, Âże mikroskopijne struny (okoÂło 100 miliardĂłw miliardĂłw razy mniejsze od protonu) mogÂą drgaĂŚ tylko w dziesiĂŞciowymiarowej czasoprzestrzeni.
http://matryks.blogspot.com/2009/03/teoria-superstrun.html

Film niestety w wersji angielsko-hiszpaĂąskiej

<a href="http://www.youtube.com/v/kxraG_20yjE&hl=pl_PL&fs=1&"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/kxraG_20yjE&hl=pl_PL&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="640" height="385"></embed></object>" target="_blank">http://www.youtube.com/v/kxraG_20yjE&hl=pl_PL&fs=1&"></param><param name="allowFullScreen" value="true"></param><param name="allowscriptaccess" value="always"></param><embed src="http://www.youtube.com/v/kxraG_20yjE&hl=pl_PL&fs=1&" type="application/x-shockwave-flash" allowscriptaccess="always" allowfullscreen="true" width="640" height="385"></embed></object></a>