Телекинез и квантовая теория поля

В последний раз, когда я проверял, мы все еще вынуждены следовать законам физики.

Информационный бюллетень

Подпишитесь на нашу рассылку по электронной почте для получения последних научных новостей

После обескураживающих комментариев, последовавших за постом на прошлой неделе о парапсихологической Ассоциации, кажется, стоит подробно изложить утверждение о том, что парапсихологические явления несовместимы с известными законами физики. Главное здесь заключается в том, что, хотя, конечно, есть много вещей, которые современная наука не понимает, есть также много вещей, которые она понимает, и эти вещи просто не допускают телекинеза, телепатии и т. д. Это не значит, что мы можем доказать, что эти вещи не реальны. Мы не можем, но это совершенно бесполезное утверждение, поскольку наука никогда ничего не доказывает; это просто не то, как работает наука. Скорее, он накапливает эмпирические доказательства в пользу или против различных гипотез. Если мы можем показать, что психические явления несовместимы с законами физики, которые мы в настоящее время понимаем, то наша задача состоит в том, чтобы уравновесить относительную правдоподобность «некоторые люди стали жертвой небрежных исследований, ненадежных свидетельств, предвзятости подтверждения и принятия желаемого за действительное» против «законов физики, которые были проверены огромным количеством строгих и высокоточных экспериментов в течение многих лет, явно ошибочны каким-то ощутимым макроскопическим образом, и никто никогда не замечал».

Ключевая концепция здесь заключается в том, что в современных рамках фундаментальной физики мы не только знаем определенные вещи, но у нас есть очень точное понимание пределов нашего надежного знания. Другими словами, мы понимаем, что, хотя сюрпризы, несомненно, возникнут (как ученые, на это мы все надеемся), существуют определенные классы экспериментов, которые гарантированно не дадут захватывающих результатов — в основном потому, что такие же или эквивалентные эксперименты уже были проведены.

Простой пример — закон тяготения Ньютона, знаменитый закон обратных квадратов. Это довольно успешный закон физики, достаточно хороший, чтобы доставить астронавтов на Луну и обратно. Но это, конечно, не совсем верно; на самом деле мы уже знаем, что она разрушается из-за поправок из общей теории относительности. Тем не менее, существует режим, в котором ньютоновская гравитация является эффективным приближением, хорошим, по крайней мере, с четко определенной точностью. Можно с уверенностью сказать, что если вас интересует сила, обусловленная гравитацией между двумя объектами, разделенными определенным расстоянием, с определенными массами, то теория Ньютона дает правильный ответ с определенной точностью. При больших расстояниях и высокой точности область допустимости формализуется Параметризованным Постньютоновским формализмом. Существует бесчисленное множество способов, которыми движение тестовых частиц может отклоняться от ньютоновской гравитации (а также от общей теории относительности), и мы можем сказать вам, каковы пределы для каждого из них. На малых расстояниях обратноквадратичное поведение закона гравитационных сил, конечно, может нарушиться; но мы можем точно сказать вам масштаб, выше которого он не нарушится (около десятой доли миллиметра). Мы также можем количественно оценить, насколько хорошо это знание распространяется на различные виды материалов; мы очень хорошо знаем, что закон Ньютона работает для обычной материи, но точность для темной материи, по понятным причинам, не так хороша.

Это знание имеет последствия. Если мы обнаружим новый астероид, направляющийся к Земле, мы сможем надежно использовать ньютоновскую гравитацию, чтобы предсказать его будущую орбиту. Со строгой точки зрения кто-то может сказать: «но откуда вы знаете, что ньютоновская гравитация работает в этом конкретном случае? Он не был протестирован для этого конкретного астероида!» И это верно, потому что наука никогда ничего не доказывает. Но об этом не стоит беспокоиться, и любой, кто сделает такое предложение, не будет воспринят всерьез.

Как с астероидами, так и с людьми. Мы-существа вселенной, подчиненные тем же законам физики, что и все остальное. Как всем известно, есть много вещей, которые мы не понимаем в биологии и нейробиологии, не говоря уже об окончательных законах физики. Но есть много вещей, которые мы действительно понимаем, и только самых основных особенностей квантовой теории поля достаточно, чтобы окончательно исключить идею о том, что мы можем влиять на объекты на расстоянии посредством работы чистой мысли.

Самый простой пример-телекинез, способность удаленно перемещать объект, используя только психические силы. Для определенности рассмотрим силу сгибания ложки, на которую претендовал не только Ури Геллер, но и автор и климатический скептик Майкл Крайтон.

Что говорят законы физики о сгибании ложки? Ниже сгиба мы проходим через логику.

Ложки сделаны из обычной материи.

Это звучит бесспорно,но стоит объяснить. Ложки состоят из атомов, и мы знаем, из чего состоят атомы — электроны, связанные фотонами с атомным ядром, которое, в свою очередь, состоит из протонов и нейтронов, которые, в свою очередь, состоят из кварков, удерживаемых вместе глюонами. Всего пять видов частиц: верхние и нижние кварки, глюоны, фотоны, электроны. Вот и все.

Там нет места для дополнительных видов таинственных частиц, цепляющихся, подобно ауре, за материю в ложке. Это потому, что мы знаем, как ведут себя частицы. Если бы в ложке была какая — то другая частица, она должна была бы взаимодействовать с обычным веществом, которое, как мы знаем, там есть, — иначе она не прилипла бы, а просто пронеслась бы насквозь, как нейтрино проносятся сквозь землю почти без помех. И если бы существовала какая-то частица, которая взаимодействовала бы с обычными частицами в ложке достаточно сильно, чтобы прилипнуть к ложке, мы могли бы легко сделать это в экспериментах. Правила квантовой теории поля напрямую связывают скорость взаимодействия частиц с легкостью, с которой мы можем создать их в лаборатории, при наличии достаточного количества энергии. И мы точно знаем, сколько энергии содержится в ложке; мы знаем массы атомов и кинетическую энергию тепловых движений внутри металла. Вместе взятые, мы можем сказать, не боясь ошибиться, что любые новые частицы, которые могли бы существовать в ложке, были бы обнаружены в экспериментах давным-давно.

Еще раз: представьте, что вы изобрели новый вид частиц, имеющих отношение к динамике ложек. Скажите мне его массу и его взаимодействие с обычной материей. Если он слишком тяжелый или взаимодействует слишком слабо, его нельзя создать или захватить. Если он достаточно легок и сильно взаимодействует, он будет создан и захвачен много раз в экспериментах, которые мы уже провели. Здесь нет середины. Мы полностью понимаем режим ложек, несмотря на то, что вы слышали в Матрице.

Материя взаимодействует посредством сил.

Мы уже давно знаем, что для перемещения материи необходимо приложить к ней силу — закон Ньютона, F=ma, является, по крайней мере, вторым по известности уравнением в физике. В контексте квантовой теории поля мы точно знаем, как возникают силы: через обмен квантовыми полями. Мы знаем, что существуют только два вида полей: бозоны и фермионы. Мы знаем, что макроскопические силы возникают только в результате обмена бозонами, а не фермионами; принцип исключения запрещает фермионам накапливаться в одном и том же состоянии для создания когерентного силового поля дальнего действия. И, возможно, самое главное, мы знаем, какие силы могут соединяться: свойства полей материи, составляющих объект. Эти свойства включают местоположение, массу, спин и различные «заряды», такие как электрический заряд или барионное число.

Вот тут-то и вступает в игру предыдущий пункт. Ложки — это просто определенное расположение пяти видов элементарных частиц-вверх и вниз кварков, глюонов, электронов и фотонов. Поэтому, если существует сила, которая движется вокруг ложки, она должна соединяться с этими частицами. Как только вы скажете мне, сколько электронов и т. д. есть в ложке и расположение их положений и вращений, мы можем с уверенностью сказать, как какой-либо конкретный вид силы будет влиять на ложку; никакой дополнительной информации не требуется.

Есть только две силы дальнего действия, достаточно сильные, чтобы воздействовать на макроскопические объекты-электромагнетизм и гравитация.

Конечно, мы много работали, чтобы обнаружить различные силы в природе, и до сих пор мы выделили четыре: гравитацию, электромагнетизм и сильные и слабые ядерные силы. Но ядерные силы очень короткодействующие, меньше диаметра атома. Гравитация и электромагнетизм-единственные обнаруживаемые силы, распространяющиеся на большие расстояния.

Может ли гравитация или электромагнетизм быть причиной изгиба ложек? Нет. В случае электромагнетизма было бы смехотворно легко обнаружить поля, необходимые для того, чтобы приложить достаточно силы, чтобы воздействовать на ложку. Не говоря уже о том, что человеческий мозг не создан для генерации или фокусировки таких полей. Но на самом деле, если бы это были электромагнитные поля, делающие изгиб ложки, это было бы очень и очень заметно. (И основное внимание будет сосредоточено на воздействии на магниты и цепи, а не на изгибе ложек.)

В случае гравитации поля слишком слабы. Гравитация накапливается пропорционально массе источника, поэтому расположение частиц внутри вашего мозга будет иметь гораздо меньший гравитационный эффект, чем просто расположение вашей головы — и это слишком слабо, чтобы перемещать ложки. Шар для боулинга был бы более эффективным, и большинство людей согласятся, что перемещение шара для боулинга мимо ложки имеет незначительный эффект.

Может ли существовать новая сила, еще не обнаруженная современной наукой? Ну конечно! Я сам их предложил. Физики ни в коем случае не ограничиваются такими возможностями; они очень взволнованы ими. Но они также серьезно относятся к экспериментальным пределам. И эти пределы недвусмысленно показывают, что любая такая новая сила должна быть либо очень малой дальности (менее миллиметра), либо намного слабее гравитации, которая является ужасно слабой силой.

Дело в том, что такие силы характеризуются тремя вещами: их дальностью действия, их силой и их источником (с чем они соединяются). Как уже говорилось выше, мы знаем, какие возможные источники имеют отношение к ложкам: кварки, глюоны, фотоны, электроны. Таким образом, все, что нам нужно сделать, — это провести ряд экспериментов по поиску сил между различными комбинациями этих частиц. И эти эксперименты были проведены! Ответ таков: любые новые силы, которые могут скрываться там, либо (далеко) слишком близки, чтобы воздействовать на повседневные объекты, либо (далеко) слишком слабы, чтобы иметь легко наблюдаемые эффекты.

Вот график текущих ограничений на такие силы, от группы Eot-Wash в домашнем учреждении Джулианны. Этот конкретный график предназначен для сил, которые соединяются с общим числом протонов плюс нейтронов; аналогичные графики существуют и для других возможных источников. Горизонтальная ось-это диапазон действия силы; она колеблется от миллиметра до десяти миллиардов километров. Вертикальная ось-это сила силы, и область над цветными линиями была исключена одним или несколькими экспериментами. На метровых весах, имеющих отношение к изгибу ложки с помощью разума, самая сильная из возможных допустимых новых сил будет примерно одной миллиардной силы тяжести. И помните, гравитация слишком слаба, чтобы согнуть ложку.

Вот и все. Мы закончили. Глубокий урок заключается в том, что, хотя наука и не знает всего, она также не «все идет». Существуют четко определенные режимы физических явлений, где мы знаем, как все работает, полная остановка. Место для поиска новых и удивительных явлений находится за пределами этих режимов. Вам не нужно создавать сложные двойные слепые протоколы, чтобы судить о способностях предполагаемых экстрасенсов. Наше знание законов физики исключает их. Рассуждения об обратном-это не выдумки смелых провидцев, это мечты сумасшедших.

Аналогичная линия рассуждений применима и к телепатии или другим парапсихологическим феноменам. Это немного меньше, потому что в случае телепатии влияние, предположительно, распространяется между двумя человеческими мозгами, а не между мозгом и ложкой. Аргумент точно такой же, но есть те, кто любит делать вид, что мы не понимаем, как законы физики работают внутри человеческого мозга. Конечно, мы многого не знаем о мышлении, сознании и нейробиологии, но факт остается фактом: мы прекрасно понимаем законы физики в мозговом режиме. Чтобы поверить в обратное, вы должны представить себе, что отдельные электроны подчиняются различным законам физики, потому что они расположены в человеческом мозге, а не в гранитной глыбе. Но если вы не заботитесь о нарушении законов физики в режимах, где они были тщательно проверены, тогда все действительно идет.

Некоторые будут утверждать, что парапсихология может быть столь же законно «научной», как палеонтология или космология, Если она следует методологии научного исследования. Но это немного слишком ничего не знающее отношение, чтобы вполне выдержать. Если бы парапсихологи следовали методологии научного исследования, они посмотрели бы, что мы знаем о законах физики, поняли бы, что их предполагаемый предмет исследования уже исключен, и в течение тридцати секунд объявили бы себя законченными. Все остальное-лженаука, точно так же, как современные исследования астрологии, френологии или космологии Птолемея. Наука определяется своими методами, но она также получает результаты; и игнорировать эти результаты-значит нарушать эти методы.

Правда, правда, что все возможно, поскольку наука никогда ничего не доказывает. Конечно, возможно, что следующий астероид, который появится, будет подчиняться закону гравитации обратного Куба, а не обратному квадрату; мы никогда не знаем наверняка, мы можем говорить только в вероятностях и вероятностях. Учитывая вышесказанное, я бы поставил вероятность того, что какой-то парапсихологический феномен окажется реальным, на что-то (существенно) меньшее, чем миллиард к одному. Мы можем сравнить это с хорошо зарекомендовавшими себя успехами физики элементарных частиц и квантовой теории поля. Общий бюджет физики высоких энергий во всем мире, вероятно, составляет несколько миллиардов долларов в год. Поэтому я был бы очень рад поддерживать исследования в области парапсихологии на уровне нескольких долларов в год. Черт побери, я даже готов платить двадцать долларов в год, просто чтобы быть в безопасности.

Никогда не позволяйте говорить, что я что-то иное, чем непредубежденный.

https://www.discovermagazine.com/the-sciences/telekinesis-and-quantum-field-theory

Ссылка на основную публикацию