Эксперимент с двойным щелевым проемом

Мы решили провести эксперимент с интерферометром Майкельсона, использовав оптическую систему с двойным щелевым проемом[459]. Аппарат, который мы сконструировали, направлял маломощный лазерный луч через фильтр, уменьшающий интенсивность свечения, и далее через два щелевых проема, выходящих на желоб из металлической фольги. Каждый проем был шириной 10 микронов (одной миллионной метра), и между ними было расстояние в 200 микронов. Волнообразная интерференционная полоса, создаваемая нашим аппаратом, записывалась на цифровую видеокамеру высокой степени разрешения (3000 пикселей в одну линию), а сам аппарат находился внутри специальной, светонепроницаемой алюминиевой коробки.

Чтобы увидеть, действительно ли наблюдение мысленным зрением изменило интерференционную полосу, можно, например, отслеживать уровень максимального свечения (называемый «пиковым»), около 1500 пикселей на рис. 18-а, а также уровень минимального свечения (называемый «низовым»), около 60 пикселей до или после максимума. Если волнообразная природа света «нарушится» вследствие наблюдения, тогда пиковая величина упадет, а низовая поднимется.

Мы могли бы измерить, менялись ли пиковая и низовая величины по мере того, как участники начинали и переставали концентрировать внимание на двойном проеме. Примерно такой подход использовали Стэнли Джефферс и Майкл Ибисон в своем эксперименте. Но мы применили другой подход. Нас интересовали не только пиковое и низовое значения, но и процесс изменения интерференционной полосы в целом.

Это требовало вычисления спектрального преобразования, известного также как преобразование Фурье, изображения интерференционной полосы, заснятого камерой. Это не так уж сложно на самом деле. Данный процесс имеет сходство с определением частотного спектра аудиосигнала. Например, на рис. 18-а показан снимок интерференционной полосы в двойном щелевом проеме, полученный с помощью видеокамеры. Волнистая полоса показывает яркость свечения – чем ярче свечение, тем выше график.

Если вы представите, что это не видеоизображение, а, скорее, часть аудиосигнала, то увидите, что полоса состоит из двух основных частот. Одна – быстрая и связана с интерференцией, вызываемой светом, который проходит через двойной щелевой проем. Другая – медленная и связана с дифракционной полосой, порождаемой каждым из двух проемов (то есть куполообразной формой, заключающей более быстрые частоты).

Преобразование Фурье, происходящее с полосой на рис. 18-А, показано на рис. 18-Б. Ясно различимы три пика спектра. Пик со значением 1 по оси х представляет медленную частоту, относящуюся к каждому из отдельных проемов, а пик со значением 45 представляет быструю частоту, относящуюся к двум проемам, действующим вместе как двойной проем. Пик со значением 90 представляет резонанс («гармоническую волну») одного проема со значением 45. Соотношение двойного пика спектра к одинарному, которое мы выразим в виде коэффициента мощности R, где R = D / S, является переменной, использованной для измерения величины «двупроемности» интерференционной полосы в течение эксперимента.

Рис. 18. (A) Интенсивность интерференционной полосы, записанной в двупроемной оптической системе видеокамерой с разрешением 3000 пикселей, усредненная по 10 000 снимков. Эта полоса показывает поведение света в виде интерферирующих волн (подобно волнам воды), пока вам неизвестно, по какому пути последует каждый фотон при прохождении через проемы. (B) Диаграмма пространственной спектральной мощности с двупроемным пиком мощности вблизи волнового числа спектра 45 и однопроемной мощностью 1. Пик вблизи волнового числа 90 – это первая гармоническая волна двупроемной частоты.

В ходе эксперимента участница – назовем ее Дейзи – получала указания электронным голосом сконцентрировать внимание на аппарате с двойным проемом или отвлечься и расслабиться. Когда нужно было сконцентрироваться, Дейзи направляла внимание на два узких проема, расположенных внутри оптической системы с двумя проемами. Как уже было сказано, это задание выполнялось исключительно путем «мысленного зрения», то есть силой воображения.

Некоторым участникам такое указание казалось слишком абстрактным, поэтому, чтобы стимулировать их воображение, им показывали пятиминутный анимационный фильм об эксперименте с двойным проемом, где распознаватель частиц был представлен в виде человеческого глаза. Если же и тогда задание оставалось неясным, мы предлагали участникам попытаться блокировать один из проемов ментальным усилием или «слиться» с оптической системой в акте созерцания и направить ментальным усилием лазерный луч в один из двух проемов.

В течение эксперимента каждые 15 секунд компьютерный голос указывал Дейзи: направлять внимание на оптическую систему или отвлекаться. Один эксперимент состоял из 40 таких периодов, представленных в произвольном уравновешенном порядке, чередующем концентрацию и расслабление.

Дейзи спокойно сидела на стуле, примерно в двух метрах от герметичного аппарата с двумя щелевыми проемами. Ей было запрещено прикасаться к нему и даже приближаться. Все эксперименты проводились внутри нашей закрытой испытательной камеры в Институте ноэтических наук. Эта камера представляет собой стальной куб без окон, который производит довольно мрачное впечатление. Чтобы участники при виде ее не упали духом, мы позволили себе украсить стены и потолок муслиновой тканью, на стальной пол положили антистатическое ковровое покрытие и обставили камеру удобной мебелью.

Предполагаемый результат эксперимента был прост: если сознание может «нарушать» квантовую волновую функцию, тогда концентрация внимания на двойном проеме должна вызывать уменьшение измеряемой величины, спектрального коэффициента R, по сравнению с подобным положением без проявления внимания. Это произойдет потому, что волнообразное состояние света нарушится вследствие наблюдения, что вызовет нарушение интерференционной полосы, а это, в свою очередь, понизит уровень «двупроемности», или двупроемной спектральной силы. Также мы ожидали, что мастера медитации покажут результат лучше, чем обычные участники.

Результаты

Эксперимент 1. В течение двух лет мы провели шесть экспериментов с системой двух щелевых проемов. В первом, предварительном исследовании мы обнаружили, что спектральный коэффициент R слегка уменьшился в соответствии с гипотезой «нарушения», показав коэффициент исключения случайности 17 к 1. Медитирующие участники показали несколько лучший результат с коэффициентом исключения случайности 18 к 1, а результат немедитирующих участников был близок к случайному. Контрольные испытания с тем же оборудованием в том же помещении, но без участия людей, также показали незначимый результат. Величина эффекта для всех экспериментов es = -0,26 (мы прогнозировали уменьшение, так что отрицательная величина эффекта оказалась в ожидаемом направлении), что, как мы видели, близко к средней величине эффекта, наблюдаемой в десятках тысяч исследований в области бихевиоризма и социальных наук, а также к результатам пси-экспериментов подобной направленности.

Эксперимент 2. Во втором эксперименте мы разработали способ обеспечения обратной аудиосвязи через сигнал R в реальном времени, а также увеличили длительность периодов внимания до 30 секунд. Для обратной связи в периоды релаксации компьютер издавал мягкое гудение, а в периоды концентрации – мелодию, меняющую высоту в соответствии с восхождением или нисхождением сигнала R. Участникам было сказано, что в случае успеха в период концентрации, тональность мелодии должна понизиться (отметив нарушение волновой функции).

Это исследование также дало свидетельство в пользу нашей гипотезы, при скромном коэффициенте исключения случайности 12 к 1. И снова мастера медитации показали лучший результат с коэффициентом исключения случайности 48 к 1; тогда как у остальных участников он был близок к случайному. В понятии величины эффекта, общие результаты этого эксперимента были очень близки к первому эксперименту с es = -0.25.

Эксперимент 3. В третьем эксперименте мы исследовали возможное влияние близости участников к оптической системе на интерференционную полосу. И хотя перепад температуры, связанный с небольшими изменениями в положении тела на расстоянии шести с половиной футов от оптической системы, должен быть эквивалентен температурным изменениям менее чем на один градус, мы все же хотели проверить, не будет ли оптическая система систематически расширяться или сжиматься из-за этих колебаний температуры.

Для этого мы поместили четыре чувствительных термопары на оптическую систему и перед ней. После чего мы провели 33 эксперимента с 13 участниками и определили все эксперименты, показавшие уменьшение R. По полученным результатам мы проверили возможные изменения в температуре, согласно показаниям термопар. Если бы такие изменения имели место, это бы означало, что наблюдаемые результаты могли объясняться температурными воздействиями, а не ментальными усилиями участников.

Мы провели 22 эксперимента с 6 мастерами медитации и 11 экспериментов с 7 немедитирующими участниками. Эксперименты с мастерами медитации показали величину эффекта, сопоставимую с эффектом, достигнутым мастерами медитации в первом эксперименте (es = -0.39 против -0.32 соответственно). Затем, чтобы проверить возможные эффекты, вызванные температурой, мы провели анализ всех экспериментов с участием мастеров медитации, показавших отрицательную величину. Таких экспериментов было 16. Помните, что «отрицательная величина» в настоящем исследовании означает, что эффекты проявляются ожидаемым образом.

По результатам этого анализа не было обнаружено значимых температурных изменений – ни на самой лазерной трубке, ни на корпусе аппарата с двойным щелевым проемом, ни перед аппаратом, ни в пределах метра перед участниками. Это означало, что устойчивое уменьшение R, наблюдаемое в 16 экспериментах, не было вызвано систематическими температурными изменениями. Так что близость человеческого тела к аппарату никак не влияла на полученные результаты.

Эксперимент 4. В четвертом эксперименте мы сосредоточили внимание на «нелокальном» аспекте интерпретации влияния сознания на нарушение интерференционной полосы. Возможно, кому-то это покажется несколько сложным для понимания в связи с особенностями безвременной природы квантового мира. Сейчас я попробую объяснить.

Идея о том, что квантовая волновая функция нарушается вследствие наблюдения, предполагает, что нарушение происходит только при наличии наблюдателя, но не при наличии события[460]. То есть, в отличие от событий повседневного мира, происходящих в определенных местах и в должное время, события в квантовом мире не происходят во времени, как мы его воспринимаем. Именно это подразумевается под загадочной «нелокальной» природой квантовой механики – связность событий вопреки обычным условностям пространства и времени.

Когда элементарный квантовый объект не наблюдается, он пребывает в так называемом «неопределенном состоянии». В этом ненаблюдаемом состоянии объект не имеет конкретных свойств — ни размера, ни формы, ни местоположения, ни поляризации, ни вращения – ни одного из тех свойств, что мы приписываем обычным объектам реального мира. Далее, идея нарушения волновой функции посредством наблюдения предполагает, что объект получает реальные свойства тогда, и только тогда, когда его сознательно наблюдают.

Повторяю – поскольку эта концепция с трудом закрепляется в голове с первого раза, – если вы измерите квантовую систему с помощью неодушевленного записывающего устройства, такого, как видеокамера, тогда эта система будет пребывать в неопределенном состоянии, пока на нее не посмотрят. Эта, казалось бы, абсурдная идея была подтверждена множество раз в физических лабораторных экспериментах. Такой эксперимент получил название эксперимента с отложенным выбором[461], [462].

Мы проверили эту идею в настоящем контексте, используя версию эксперимента с двойным проемом в обратном времени, что-то вроде исследования Дэрила Бема, описанного в главе о феномене предчувствия. Помимо этого мы также смогли проверить более строгим образом возможное воздействие на результаты эксперимента участников, находящихся в нескольких метрах от оптической системы, поскольку все данные в этом исследовании вырабатывались и записывались с помощью аппарата, находящегося внутри герметичной камеры, притом, что больше в лаборатории никого не было.

В ходе подготовки к этому исследованию мы записали 50 экспериментов в нашей лаборатории в апреле 2009 года. Никто не присутствовал при выработке и записи данных, никто не мог видеть их. В июне 2009 г. мы попросили участников нашего эксперимента просмотреть ленточную диаграмму, на которой были записаны данные апрельского исследования, о котором никто из них не знал, и абсолютно никто этих данных не видел.

Как и в других подобных экспериментах, участникам нужно было попытаться максимально уменьшить величину R мысленным усилием, следуя указаниям компьютера сконцентрироваться на двойном проеме или расслабиться и отвлечься. Особенность данного эксперимента, придававшая ему обратно-временную последовательность, или ретрокаузальность, состояла в том, что фаза наблюдения, в которой направлялось внимание на записанные данные, происходила через три месяца после записи данных.

В ходе конференции, проходившей в Тусоне, в штате Аризона, мы набрали 22 добровольца. Эксперимент был проведен в офисе конференцотеля. После завершения эксперимента осталось 22 не подвергавшихся наблюдению файла данных, и было решено использовать их для контрольных экспериментов. Из 22 участников 10 указали, что они регулярно занимались медитацией; другие 12 были классифицированы как немедитирующие участники. Результаты подгруппы с медитирующими участниками поддержали гипотезу с коэффициентом исключения случайности 175 к 1. Немедитирующие участники получили случайные результаты.

Хочу подчеркнуть – теперь мы можем видеть, что эффект наблюдения не ограничивается реальным временем; он также проявляется во времени, которое с традиционной точки зрения рассматривается как движущееся в обратном порядке. На основании данных экспериментов, рассмотренных в предыдущих главах, нам больше не должно казаться странным то, что разум имеет доступ к информации, выходящей за общепринятые пределы пространства и времени. Это также предполагает, что разум может проникать сквозь пространство и время, или – что, как мне кажется, более вероятно – разум не находится в обычных пространственно-временных пределах.

Пока вы пытаетесь осмыслить это, я суммирую рассмотренные эксперименты с двойным проемом. При проведении первых четырех экспериментов мы записали 121 подход, показавший общий коэффициент исключения случайности 67 к 1. Все 67 подходов с участием мастеров медитации показали коэффициент исключения случайности 13 800 к 1, а 41 подход с немедитирующими участниками показал случайный результат. 149 контрольных подходов также показали, в целом, случайный результат.

Эксперимент 5. Пятый эксперимент, по сути, представлял собой повторение предыдущих четырех экспериментов, но с добавлением 50 заранее спланированных подходов. Мы набрали 31 участника, имевших серьезный опыт медитации и других практик, связанных с концентрацией внимания. Результаты были самыми впечатляющими; общий коэффициент исключения случайности составил 268 000 к 1. Контрольные подходы показали случайный результат.

Эксперимент 6. На этот раз мы исследовали роль личностных особенностей и убеждений участников. Мы также провели 50 заранее спланированных подходов с 50 участниками, но, в отличие от предыдущего исследования, имевшего целью оптимизацию контингента участников, теперь мы набирали участников с самыми разными чертами характера, различным опытом медитации и всевозможными убеждениями. Все участники заполняли анкеты с вопросами о том, верят ли они в психические феномены, сколько лет занимаются медитацией или иной практикой развития внимания, а, кроме того, они оценивали вероятную степень своей вовлеченности в задание, требующее концентрации внимания[463]. Вопрос о вере в пси-феномены был важен потому, что, как хорошо известно еще с 1940-х, люди, допускающие возможность ЭСВ, показывают более высокие результаты в исследованиях такого рода[464].

Общий результат в этом исследовании показал довольно скромный коэффициент исключения случайности 9 к 1. Такое уменьшение величины эффекта было ожидаемо, поскольку мы набирали участников с самым широким спектром убеждений, опыта медитации и способности к вовлеченности в выполняемое задание. 50 контрольных подходов показали случайный результат. Мы также выяснили, что соотношение между результатами и верой в психические феномены было весьма значительным, что соответствовало нашим ожиданиям, с коэффициентом исключения случайности 30 к 1. Соотношение между результатами, степенью вовлеченности и опытом медитации не обнаружило статистически значимой величины, вероятно потому, что набранные нами участники имели незначительный диапазон предпочтений по этим показателям.

Обобщение экспериментов с двойным щелевым проемом. В проведенном исследовании, включавшем шесть экспериментов, проверявших гипотезу «нарушения волновой функции» с помощью системы с двойным проемом, мы получили общий результат с коэффициентом исключения случайности 184 000 к 1. Контрольные эксперименты не обнаружили свидетельств методологических или аналитических погрешностей, которые могли бы повлиять на исследуемые эффекты. Полученные результаты мы опубликовали в журнале «Physics Essays» в 2012 году[465]. В целом, участники, занимавшиеся медитацией, показали намного лучший результат, чем остальные участники, с коэффициентом исключения случайности 300 000 к 1. Когда результаты экспериментов с интерферометром Майкельсона и с двойным щелевым проемом, выполнявшиеся мастерами медитации, были совмещены, общий коэффициент исключения случайности составил 3,7 миллиарда к 1. Вывод однозначен – взаимодействие между разумом и материей существует.

Однако нужно помнить, что научные доказательства такого взаимодействия не похожи на грандиозные эффекты наподобие сценических представлений иллюзионистов (которые так «любят» всевозможные разоблачители). На сегодняшний день все, что наука сумела установить в этом отношении, – это маломасштабные эффекты, имеющие значение лишь с точки зрения квантовой механики. Тем не менее Патанджали мог бы с полным правом заметить: «Я же вам говорил – разум и материя взаимодействуют». Что же касается крупномасштабных эффектов, о которых упоминают предания йоги и бесчисленные истории древнего мира, Патанджали наверняка сказал бы: «Что ж, начинайте проводить эксперименты с людьми, наделенными особыми талантами и практикующими йогу многие десятилетия, – и увидите, что будет».

Теперь рассмотрим несколько случаев самого известного сиддхи – всевозможных форм ясновидения. На что Патанджали мог бы вздохнуть и сказать с легким возмущением: «Неужели вы все еще мне не верите?» А я бы ему ответил: «Почти верим. Но наука признает только твердые доказательства. Каковы же доказательства ясновидения?»