Ефектът на наблюдателя: котката на Шрьодингер и експериментът с двата процепа в квантовата физика и в обичайния живот
Знаейки че са следени, хората стартират да се държат по-различно, в сравнение с нормално. Същото се случва и с електроните.
И в двата случая сработва резултатът на наблюдаващия. Този резултат е добре прочут в квантовата механика: според от наличието или отсъствието на наблюдаващ, електроните се държат по два метода – или като частици или като талази.
Но той може да се открие и в други области като социологията, логиката на психиката, лингвистиката и компютърните науки. Гледайки всеки обект в света към нас, ние сме уверени, че този обект остава същият – без значение къде, по кое време и по какъв начин го гледаме. Твърдението, че времето и методът, по който го гледаме, трансформират външния му тип или свойствата му, звучи неуместно в всекидневието. Но не и в науката.
Как наблюдаващият въздейства върху обстановката е значимо освен за фундаменталните проучвания, но и за практическите приложения: да вземем за пример в ситуационното ръководство, когато би трябвало да се регистрира въздействието на всяка съответна обстановка върху цялата система. Или в логиката на психиката, както и във всяка друга активност, където е значима връзката сред процеса на наблюдаване и наблюдаващия.
Понякога резултатът на наблюдаващия е просто разследване от неправилното потребление на измервателните уреди или грешките на откривателя. Той изчезва, в случай че употребявате по-ефективни принадлежности или измененията методите на наблюдаване, написа futurist.bg.
Ефектът на наблюдаващия в квантовата физика
В квантовата механика “наблюдателят ” е измервателно устройство, което фиксира обещано събитие. Най-известните образци за “ефекта на наблюдаващия ” във физиката са мисловният опит с котката на Шрьодингер и опитът с двата процепа на Томас Йънг.
Експериментът с двата процепа
Експериментът с двата процепа е осъществен от британския академик Томас Йънг за първи път през 1803 година Той го показва като удостоверение, че светлината е вълна, а не поток от частици (корпускули). Впоследствие опитът на Йънг е още един от други учени с разнообразни обекти: електрони, обособени фотони и молекули.
Сега, опитът на Йънг е класическо доказателство, че светлината и материята като цяло могат да демонстрират характерности както на талази, по този начин и на частици.
Как работи “ефектът на наблюдаващия ” в опита на Йънг: в случай че няма наблюдаващ, тогава електроните, преминаващи през два процепа, се държат като талази. Когато се появи наблюдаващ и се пробва да дефинира през кой от процепите са прелетели електроните, те стартират да се държат като частици.
Въпросът по какъв начин един електрон “разбира ”, че е следен и за какво трансформира “поведението ” си, наподобява е един от най-трудните за схващане в квантовата механика.
Обичайното пояснение е, че квантовите частици (електрони, атоми или молекули) са толкоз дребни, че всевъзможни измервателни уреди неизбежно оказват въздействие върху тях. И това не е механически проблем, а фундаментален – природата е устроена по този начин, че ние по никакъв метод не можем да отстраним това въздействие. Със самия факт на премерване ние променяме положението на квантовия обект.
За да следим даден електрон, ние сме принудени да го „ осветим “, т.е. да изпратим към него поток от фотони, т.е. частици светлина. Това е най-малкото влияние, което можем да окажем върху електрона. Фотоните взаимодействат с него и неизбежно трансформират неговите характерности. Освен това, тази смяна ще бъде толкоз по-голяма, колкото по-точно е нашето премерване, т.е. колкото по-силно е нашето влияние. Ето за какво след наблюдаване електроните стартират да се държат по друг метод.
Учените от Израелския научния институт Вайцман (Weizmann Institute of Science), повтаряйки опита, са разкрили, че в случай че трансформират параметрите на устройството за наблюдаване, карайки го да „ вижда “ повече или по-малко електрони, то и държанието на тези електрони също се трансформира. В микрокосмоса всеки опит за наблюдаване или премерване трансформира цялата квантова система.
Мисловният опит с котката на Шрьодингер
Мисловният опит с котката е препоръчан през 1935 година от австрийския физик-теоретик Ервин Шрьодингер. Много опростено, той звучи по този начин: котка е заключена в стоманена кутия – дружно със гибелен механизъм, който се задейства при разпада на радиоактивен атом в нея. Ако атомът се разпадне в границите на един час, механизмът ще сработи и котката ще почине. Но има 50% възможност, че за един час атомът да не се разпадне и тогава котката ще остане жива.
Ние можем да разберем дали котката е жива, или мъртва единствено когато отворим кутията. До този миг котката, сходно на радиоактивния атом, съществува и в двете положения по едно и също време: тя е жива и мъртва по едно и също време. От битова позиция това звучи много парадоксално, само че в квантовата механика това е постоянно срещано събитие, когато една физическа система се намира по едно и също време в няколко квантови положения.
Тези положения се назовават суперпозиции: при неявяване на наблюдаващ, котката, която седи в кутията, е в суперпозиция на положение „ жива “ и положение „ мъртва “, тъкмо както електронът от опита с двата процепа, разказан нагоре, може да премине през тях по едно и също време. Но в случай че наблюдаващият се намеси, т.е. физически влияе на системата, тогава котката и електронът ще преминат в едно несъмнено положение. Така на микро равнище самият факт на премерване “принуждава ” обекта да избере съответното положение.
Ефектът на наблюдаващия в логиката на психиката
За една от най-ранните прояви на резултата на наблюдаващия в обществената логика на психиката се счита опитът във фабрика на Western Electric в Съединените щати. Група учени, водени от психолога Джордж Елтън Мейо (George Elton Mayo), са променяли изискванията на работа във фабриката, пробвайки се да схванат кои от тях имат най-голямо въздействие върху продуктивността. Експериментът се е провел на няколко стадия и е траял 8 години.
Дори когато изискванията на труд са били сложни и непознати, служащите във фабриката са поддържали своята продуктивност, а в някои случаи даже ставали по-ефективни. Изследователите са стигнали до заключението, че държанието на служащите се е повлияло позитивно от наличието на наблюдаващите и разбирането, че вземат участие във значим опит. С други думи, хората са трансформирали държанието си, тъй като са били следени. Този феномен по-късно е бил наименуван „ резултатът на Хоторн “ (Hawthorne effect).
Изследователите все още нямат консенсус по дадения въпрос и до момента си задават въпроси от рода при какви условия той поражда и до какви мащаби може да доближи. През 2013 година учени са прегледали 19 проучвания с данни за този феномен. Те показват, че макар че фактически се следят прояви на резултата на Хоторн, събраният материал не е задоволителен, с цел да се създадат еднопосочни изводи.
Но фабричният опит е оказал помощ на психолога Майо да формулира своята теория за човешките връзки. Един от главните й правила е значимостта на съдействието сред управлението и чиновниците. Мейо е вярвал, че междуличностните връзки директно въздействат върху индустриалния развой и продуктивността. Сега към този момент доктрината за човешките връзки се преподава в качеството на академична дисциплинираност в учебните заведения за бизнес и мениджмънт.
Ефектът на наблюдаващия в социологията
Много по-неприятна демонстрация на резултата на наблюдаващия е по този начин наречения „ паноптикум “ или, в актуалната му интерпретация, „ общество под наблюдаване “. (surveillance society).
През 18-ти век британският мъдрец Джеръми Бентъм предлага утопична конструкция „ паноптикум “ (от гръцки – „ всевиждащ “), предопределена да поправя нарушителите – в своята в действителност план за съвършен затвор. Според неговия проект пандизчиите е трябвало да се намират в кръгла постройка с изцяло транспарантни килии. Те обаче не трябвало да виждат защитата и да знаят дали ги следят или не. Според Бентъм чувството за непрекъснат надзор се основава от цялостната неприкритост и кулата на надзирателя, ситуирана тъкмо в центъра на кръга. Той бил сигурен, че в случай че човек мисли, че е непрекъснато следен, той трансформира държанието си към по-добро.
Съвременните проучвания не удостоверяват изцяло концепцията на Бентъм: по този начин да вземем за пример фирмите, които са конфигурирали устройства за наблюдаване на чиновниците на работното им място, са забелязали след това внезапно нарастване на текучеството на чиновниците, само че не и възстановяване на работния климат. Също по този начин изследване е посочило, че в случай че студенти са били уверени, че техните изявления и чатове се наблюдават от чиновниците на образователните заведения, те променяли стила си на писане и обсега от тематики, обсъждани при другарство в обществените мрежи.
Някои от софтуерните съставни елементи на „ обществото под наблюдаване ”: стратегии за преданост в търговията на дребно, „ бисквитките “ на уебсайтовете, националните системи за идентификация, плановите медицински прегледи и други, не провокират остра отрицателна реакция в болшинството. Но въпреки това резултатът им върху държанието на хората не е добре изучен, с цел да приказва за позитивен резултат, в който е вярвал Бентъм.
Ефектът на наблюдаващия при работа с данни
Друго забавно проявяване на този феномен е по този начин наречения вторичен резултат на наблюдаващия.
Когато разнообразни откриватели избират и обработват данни, всеки от тях употребява свои лични способи. Но даже релативно безобидни разлики на стадия на асортимент могат да доведат до разнообразни резултати от разбора на едни и същи данни. Този резултат директно или индиректно се основава от самите откриватели. Например в случай че в масив от данни информацията за един интервал е била неправилно включена в различен и оповестена в общественото пространство, то откривателят може да не обърне внимание на това или да не ревизира наново информацията на база други източници. По същия метод разнообразни стратегии, които употребяват еднакъв способ за разбор, могат да доведат до дребни, само че обилни отклонения.
При събиране и анализиране на данни учените оферират този резултат наложително да се взема поради, защото даже при дребни отклонения в резултатите, следствията могат да бъдат обилни.
Ефектът на наблюдаващия в лингвистиката
В социолингвистиката терминът „ абсурд на наблюдаващия “ (observer’s paradox) е въведен от лингвиста Уилям Лабов (William Labov). Той е забелязал, че носителите на роден език, общувайки с лингвисти и знаейки, че тяхната тирада ще бъде употребена в проучвания, неумишлено я изкривяват: те стартират да приказват публично и неестествено. А точно естествената неизкривена тирада е нужна на откривателите. По този метод, наблюдаващият въздейства върху получените данни: в случай че той не участва, ораторът би употребявал нормалния си национален език.
Именно с цел да сведат до най-малко изкривяванията и да заобиколят „ парадокса на наблюдаващия “, учените употребяват специфични трикове: да вземем за пример следят скрито или дават подправени проучвателен цели на носителите на езика.
Критика към резултата на наблюдаващия
Влиянието на наблюдаващия върху резултатите от опитите към момента е противоречиво. Учените подлагат на критика както самия термин “наблюдател ” (в края на краищата, ние не постоянно приказваме за човек наблюдаващ, постоянно “наблюдателят ” е инструмент или устройство), по този начин и концепцията за “въздействие ”, под което от време на време се схваща съвсем телепатично въздействие. Освен това съществуват известни подозрения в доказателствата за съществуването на резултата на наблюдаващия, да вземем за пример при опитът с двата процепа.
Така да вземем за пример австрийски физици са провели опита с двата процепа с молекулярното съединяване фулерен. Те открили, че молекулата на фулерена има същата двойна природа както електрона, само че с цел да се прояви тя, фулеренът не се нуждаел от наличието на „ наблюдаващ “. Първоначално фулереновите молекули се държали като талази, показвайки единствено една от характерностите си. След това те почнали последователно да се нагряват и да се държат като частици. Това се случвало, защото нагретите молекули започвали да излъчват инфрачервено излъчване, по което по принцип се оказало допустимо да се дефинира през кой съответен процеп е прелетяла тази или онази молекула. Оказало се, че преходът от вълнови свойства към корпускулярни не изисквало наличие на наблюдаващ.
Освен това преди да се опитваме да въведем наблюдаващия и да обявим, че той по избран метод въздейства върху резултатите от опитите, е неотложно да се уточни по какъв начин той упражнява това въздействие. Ако наблюдаващият седи в прилежащата стая и просто си мисли „ през кой процеп е прелетяла частицата? “, въображаемо представяйки си полета на тази парченце или дори медитирайки върху нея, то това по никакъв метод няма да повлияе на държанието на частицата. Но в случай че нашият наблюдаващ се опита да мери положението и благодарение на някакво устройство, т.е. в случай че има малко, само че действително физическо влияние върху нея, тогава частицата несъмнено ще се държи по друг метод.
Ефектът от въздействието на експериментатора върху изследваното събитие (например върху човешкото държание на работното място) се удостоверява от събраните научни данни. Но проучванията към момента са незадоволителни, с цел да се създадат точни изводи за аргументите и степента на това въздействие. Напълно е допустимо, както при плацебото и ноцебото, резултатът на наблюдаващия да не е еднороден феномен, а да представлява няколко взаимосвързани феномени.




