СУБЪЕКТИВНАЯ
СТАТИСТИКА И ЯВЛЕНИЯ,
КОТОРЫХ НЕТ С
НАУЧНОЙ ТОЧКИ ЗРЕНИЯ
А.Каминский
Рассматривается гипотеза существования физических явлений, источником
которых является сознание наблюдателя.
Для
людей склонных к научному образу мышления, и следовательно, не позволяющих
увлечь себя по «коридору» Эвереттовских миров, пророки и медиумы выглядят
обманщиками, чудаками или просто сумасшедшими.
Однако
и среди ученых, по всей видимости, встречаются личности с выраженным активным
сознанием.
Для такого ученого это ловушка, ибо субъективность становится частью изучаемой
им реальности. Физик, изобретатель, лауреат Нобелевской премии по химии (1932г)
Ирвинг Ленгмюр описал ряд таких случаев,
среди которых эффект Девиса Барнса и эффект Эллисона. Девис и Барнс исследовали
неупругий захват электронов альфа – частицами. Оказалось, что сечение захвата
имеет резонансный характер, зависящий от их относительной скорости. Меняя
ускоряющее напряжение, Девис и Барнс наблюдали рост сечения при некоторых
значениях относительных скоростей частиц. Полученные спектры с огромной
точностью соответствовали линиям серии Бальмера, что позволяло с
непревзойденной точностью получить постоянную Ридберга. Ленгмюр заинтересовался
этим открытием ибо некоторые моменты, описанные со всей тщательностью авторами
открытия вызывали у него подозрение. Оказалось, что в самой постановке опытов
были допущены грубые методические ошибки и само явление отсутствует как
таковое!. Вопрос - каким образом Девису удавалось получать не только разумные,
но и очень точные результаты, остается загадкой. Следует заметить, что авторы не
состоявшегося открытия нашли в себе мужество и опубликовали «Phys. Review» заметку в которой, в
частности, говорилось следующее:
"Результаты, сообщенные в предыдущей статье, зависят от опытов,
использующих подсчет сцинтилляций, наблюдавшихся зрительно. Сцинтилляции,
вызываемые альфа-частицами на экране из сернистого цинка, относятся к числу
пороговых явлений. Поэтому возможно,
что на результаты наблюдений могут влиять
внушения извне или самовнушения", а дальше в этой заметке говорилось о том, что
воспроизвести старые данные не удается.
Еще
более удивительные события имели место с эффектом Эллисона. Эллисон обнаружил
сильную зависимость задержки установления плоскости поляризации в эффекте
фарадея от состава среды на которую накладывается импульсное магнитное поле.
Чувствительность примененной методики превосходила 300 пикосекунд, что,
согласитесь, для 30-х годов было превосходным результатом!.
В стеклянные гильзы наливали растворы каких-нибудь солей. При этом выяснилось, что
время запаздывания от этого меняется.
Самое удивительное, что эффект наблюдался вплоть до «гомеопатических»
разбавлений растворов!. Эллисону удалось обнаружить целую серию элементов и их изотопов, пять или шесть, новых химических элементов
Позже другая группа исследователей,
воспользовавшись методом Эллисона впервые обнаружила тритий. Это открытие было
опубликовано в «Phys. Review». В последующие десять лет были опубликованы сотни
статей в самых престижных журналах. Несмотря на триумфальное шествие этой новой
физико-химической методики, Ленгмюр находил в этих исследованиях все признаки
паталогической науки, как то a) Пороговость эффекта и его независимость от
вызывающей причины. b) Ни чем не объяснимая точность результатов, c)
Невозможность объяснить явление не противореча всему прошлому опыту науки. В
последующие годы явление воспроизводится все хуже и, наконец, Американское
общество химиков и редакция «Phys. Review» перестают принимать к публикации статьи, посвященные
этой тематике. Через 2 года после этого была опубликована еще одна последняя
статья в которой сотрудники химического факультета
Калифорнийского университета с участием самого Элиссона прибегли к
методике двойного слепого тестирования и подтвердили работоспособность
методики. Статья была принята к публикации, так как удовлетворяла всем
формальным требованиям научного метода. Ленгмюр, будучи участником тех событий
писал: «в 1945 или 1946 году я был в Калифорнийском университете,
Летимер сказал мне:
"Не знаю уж, что со мной тогда было. Но после того, как я
опубликовал эту заметку, мне ни разу не удалось повторить этот опыт. И я
совершенно не представляю себе - почему? … Просто не
знаю, что еще можно было бы сделать , но позже мне ни разу не удалось повторить эти
результаты" »».
Профессор
Московского университета С.Э.Шноль на протяжении 50 лет исследует странное явление,
названное им «Макроскопические флуктуации» .
Суть явления очень проста и состоит в обнаружении специфической
пространственно-временной корреляции между, никак не связанными физически,
источниками случайных сигналов. Источником стохастического сигнала может
служить любой физический генератор случайных чисел , основанный на измерении радиоактивного распада, теплового
электрического шума в проводнике и.т.д.. Для большей ясности, приведем пример
типичного эксперимента. Два физических генератора случайных чисел размещены на
расстоянии 2000км. Информация от каждого из генераторов в виде целых чисел,
следующих с интервалом 1 сек синхронно записывается в накопителях информации.
Для определенности будем считать, что числа представлены в однобайтовом
формате, то есть возможны значения от 1 до 255 и имеют нормальное
распределение. Нет надобности говорить, что ни какой взаимной корреляции между
полученными рядами чисел, быть не должно. И ее, действительно нет,
если пользоваться обычными методами математической статистики. Корреляция, о
которой мы говорим, может быть выявлена только в результате специальной
обработки экспериментальных данных человеком. Для чего каждый из полученных
рядов, например, длиной n=60000 отсчетов разбивается
на k=1000 выборок по m=n/k=60 отсчетов. Строятся k=1000
гистограмм распределений, показывающих частоту встречаемости каждого из чисел
от 1 до 255 внутри выборки.
Количество
отсчетов m=60 не достаточно для того чтобы полученные кривые
распределений хоть как-то напоминали Гуссовы,- их
называют статистически не состоятельными распределениями. Они
удовлетворяют критерию согласия Колмогорова, что говорит лишь о том, что
выборки по которым строятся гистограммы могли бы быть из статистического
ансамбля с нормальным распределением.
Затем
полученные распределения сглаживаются скользящим усреднением для получения
удобной для зрительного восприятия кривой. В результате, мы получаем k гистограмм
по одному ряду и столько же по другому. Расположим полученные ряды гистограмм
друг под другом и попробуем найти пары похожих гистограмм, выбирая из верхнего
и нижнего рядов. Работа не для слабонервных, но при некотором навыке за час вы
уже получите статистически значимый результат. Тем более, что всю рутинную
работу по построению гистограмм и обработке статистики, конечно, выполняет
компьютер. Но на вас лежит самый ответственный момент – выбор. Например,
эксперт считает, что гистограмма номер 123 из верхнего ряда похожа на
гистограмму номер 120 из нижнего ряда,
тогда он помечает эту пару и компьютер запоминает сделанный выбор.
Спустя несколько часов работы вы получаете результат в виде графика
распределения числа выбранных вами пар гистограмм от расстояния между ними,
выраженном в количестве гистограмм или соответствующем времени (Например,
расстояние между гистограммами номер 123 и 120 равно 3 гистограммам или 3
минутам). Тут и возникает «чудо», которое Шноль и несколько энтузиасты из его
лаборатории в Пущино исследуют много лет. А «чудо» состоит в том, что
распределение не будет равномерным. На нем, как правило, возникает один или
несколько контрастных по отношению к фону пиков, расстояние между которыми
определяется астрономическими факторами, связанными с вращением земли и
относительным движением солнца и луны. Шноль открыл массу закономерностей,
связанных с космофизическими периодами, с расположением датчиков и с их ориентацией
в пространстве. Размах исследований поражает воображение. Многолетние опыты,
десятки и сотни публикаций. География поставленных опытов простирается – от
экватора до северного полюса, поставлен на очередь эксперимент на международной
космической станции.
Со
Шнолем я познакомился сначала заочно. В канун 2003 года по телевизору шла
очередная передача А.Гордона «Лики времени». Человек харизматической внешности
живо и эмоционально рассказывал что-то о флуктуациях скоростей ферментативных
реакций. Его манеры и стиль изложения сразу же расположили меня к себе, и я
стал прислушиваться. Докладчиком оказался Симон Эльевич Шноль – профессор
кафедры биофизики Московского университета, Руководитель лаборатории
в институте теоретической и экспериментальной биофизики -
замечательный рассказчик, чрезвычайно образованный и глубокий ученый. Мне было
стыдно, что при всем моем интересе к науке, и в частности, к биофизике, я не
знал о существовании этой почти легендарной личности. Но главное то, что
рассказ Шноля о его странных опытах произвел на меня глубокое впечатление. Из
них следовало существование какой-то скрытой корреляции
между случайными процессами ни как не связанными физической
причинностью. И это было именно то, что следовало из моих собственных
размышлений об устройстве мира!. Еще в детстве, возможно, я учился тогда в 5
или 6 классе,
я поставил «опыт» во многом повторяющий саму идею экспериментов Шноля. Я брал
две металлические коробки от кинопленки и помещал в них по монетке (Советскя
копейка). После встряхивания, я открывал коробки и записывал
результат (орел/решка) в две колонки на листе бумаги. Не знаю
почему, но я ожидал обнаружить скоррелированность рядов испытаний. (Я, конечно,
не знал в ту пору таких «умных слов», как «корреляция»!). Это довольно странное
занятие для ребенка 13-14 летнего возраста диктовалось необъяснимой
убежденностью во всесвянности явлений природы, которое у меня появилось с
раннего возраста. Позже, изучая квантовую физику в университете, я узнал о
парадоксе ЭПР и об экспериментах Аспека, подтверждающих мое интуитивное
понимание о связи процессов на микроуровне. Но меня всегда преследовало
убеждение, что связи, подобные квантовым корреляциям должны наблюдаться и на
макроскопическом уровне. И вот спустя 30 лет я узнаю об опытах,
намекающих на существование такой связи.
Именно
это подвигло меня в конце декабря 2003 года связаться со С.Э.Шнолем. Каково
было мое удивление, когда 2-го или 3-го января я получил обстоятельный и
заинтересованный ответ на письмо, посланное в самый канун Нового года. Так
началось наше сотрудничество, закрепленное впоследствии живым общением и
многолетней совместной работой. Эта работа продолжается и по сей день, ибо многое
остается не ясным.
Тем
не менее, справедливости ради, я должен отметить, что эффект макроскопических
флуктуаций Шноля имеет все признаки патологической науки по классификации
Ленгмюра (см. выше). И главным фактором, вызывающим недоверие к методологии
является использование человека в обработке результатов. Многочисленные попытки
исключить человеческий фактор из этого процесса, заканчивались неудачей.
Шноль убежден, что причиной этому является несовершенство алгоритмов и, что
рано или поздно, он найдет алгоритмиста, который решит задачу. Я придерживаюсь
другого мнения. Именно об этом настоящая статья. Ведь дело не в том,
что не удается решить алгоритмическую задачу распознавания форм гистограмм, а в
том, что алгоритм слишком хорошо работает!. В отличии от алгоритма, человек не
замечает некоторые похожие гистограммы и в то же время, выбирает гистограммы не
слишком похожие с точки зрения формального критерия. В результате, оказывается,
что именно множество, обусловленное человеческим фактором, и дает основной
вклад в эффект. В этом можно убедиться, проанализировав пересечение и разность
множеств пар гистограмм, выбранных машиной и человеком. И это самая главная
тайна всей этой научной мистерии. Каким образом фактор, действующий на
субъективном уровне, обнаруживает объективные, в традиционном понимании,
явления? В случае эффекта Шноля это периоды, связанные с астрономической
динамикой, а в случае эффекта Эллисона с атомной динамикой. Прежде, чем я
попытаюсь ответить на этот вопрос, обсудим вопрос достоверности существования
эффекта Шноля.
Будучи
непосредственным участником исследований и имея свой собственный опыт в
обработке экспериментальных результатов, я с большой долей вероятности, склонен
считать, что эффект Шноля, пусть не во всех заявленных проявлениях, но все же
имеет место быть, хотя в это и трудно поверить! Шноль как-то говорил мне, что
каждое утро свой день он начинает с того, что, садится за компьютер, чтобы в
очередной раз, убедиться, что эффект имеет место быть и, что он не рассеялся
вместе с утренним сном! Но, если эффект Шноля, действительно, является частью
физической реальности, то я уверен, что он гораздо более фундаментален, чем его
интерпретация посредством космофизического фактора . Скептики утверждают, что эффект может быть обусловлен
несовершенством аппаратуры или не грамотным использованием статистики , подсознательной направленностью эксперта
на получение результата или еще чем-то. И это, действительно могло бы быть
простым объяснением, если бы соответствовало действительности. Для исключения
возможных простых ошибок в лаборатории Шноля не раз проводились специальные
исследования. Возможное подсознательное желание получить правильный результат
исключалось путем предварительного перемешивания множеств гистограмм с
последующим восстановлением порядка после обработки. Было показано, что эффект
при этом не исчезает. К сожалению, этот метод делает обработку
экспериментального материала гораздо более трудоемкой задачей и не может быть
использован систематически. Проще и не менее эффективно, пользоваться «слепым»
тестом, когда эксперт не знает о существе опыта. И такие проверки делались
многократно. То, что касается аппаратуры, которая не всегда соответствует самым
высоким метрологическим требованиям, то хотелось бы спросить скептиков – каким
образом с помощью несовершенной аппаратуры удается определить период
сидерического года с точностью до минуты? Вряд ли, в этом случае, следует
ожидать быстрого ответа. Дело в том, что правильный ответ парадоксален и
состоит в том, что, по всей видимости, аппаратура здесь вообще не при чем!
Результат возникает не в аппаратуре, а в сознании эксперта! Аппаратура же носит
некий вспомогательный характер. Подтверждением этому является доказанная
экспериментально независимость основных эффектов макрофлуктуаций от природы
физических процессов, используемых для генерации случайного шума. Но тогда, нам
следует объяснить – каким образом в мозгу эксперта, пусть даже на подсознательном
уровне, возникает вполне объективная информация, имеющая отношение к движению
небесных тел? Мы не знаем, как может быть объяснен этот феномен в деталях, но
мы можем предложить принцип, который поможет найти ответ.
В
классической физике явление отделено от наблюдателя. Эта парадигма была весьма
продуктивна до начала XX века, когда были открыты
квантовые явления, которые открыли новую грань физической реальности. С этого
момента для адекватного описания явлений становится необходимым включать в рассмотрение
наблюдателя. Более того, оказалось, что концептуальные проблемы квантовой
механики невозможно разрешить не включив в рассмотрение сознание
наблюдателя. Научный «мейнстрим» с большой осторожностью и
недоверием относится к такой необходимости. Менский, рассматривая модель
Эверетта, пишет: «По-видимому,
приходится сделать вывод, который очень труден для физика: теория, которая
могла бы описывать не только множество альтернативных результатов измерения и
вероятностное распределение по ним, но и механизм выбора одного из них,
обязательно должна включать сознание». Но теории сознания нет и мы плохо
понимаем, что имеем в виду, обозначая наше имманентное ощущение существования
этим словом. Это дает плодородную почву не только для научных спекуляций, что
само по себе совсем не плохо, ибо наука всегда начинается со спекуляций, но и
для не добросовестных ученых или просто шарлатанов. Так или иначе, но раз уж
сама физика подвела нас вплотную к трансценденции сознания, то не следует
делать вид, что ничего не произошло, а лучше
попытаться формализовать предмет сознания, чтобы включить его в
ткань теории.
Подобно
тому, как творчество, действуя внутри языка, порождает литературу, изначально
не содержащуюся в нем, сознание порождает мир более обширный, чем оно само
способно охватить. Очевидно, что детали движения миллиардов звезд и звездных
скоплений, и наконец, нас самих, представляющих собой сгустки причудливо
движущихся частиц и полей, не могут быть ухвачены сознанием, и тем не менее,
вся эта сложнейшая структура порождается им, сознанием, в нем содержится, как
целостность и определяет динамику субъективной (физической) реальности. И в
этом случае, нет ни чего удивительного в том, если предположить, что
локальный субъективный фактор – наше внутреннее, каким-то образом,
знает о «внешнем», в частности и о динамике планет. Дело в том, что по отношению
к субъекту нет ничего внешнего. Внешнее это мнимое изображение в некоем
онтологическом «зеркале», иллюзия, возникающая в результате отображения
множества состояний сознания в себя самого [9]. С этой точки зрения, не логично считать,
что явления в которых роль сознания сводится к «вытаскиванию» фрагментов
структуры реальности в субъективное бытие за один прием, считать объективными и
научными, тогда, как явления, в которых сознание участвует явно еще и на этапе
формирования самого явления, считать субъективными и не относящимися к науке.
По всей видимости, описанные Ленгмюром случаи «патологической»
науки, эффект Шноля и другие подобные явления, как раз, относятся к
классу явлений со «структурированной рефлексией», где, явление, прежде чем быть
осознанным, сначала формируется с участием сознания, и лишь потом,
действует обычная фаза рефлексии.
