What causes wave function collapse in quantum mechanics?

Quora Question: What is wave function collapse in the context of quantum mechanics, and how does (or doesn’t) it relate to consciousness?

My answer: I notice that a lot of physicists and others are still having problems with the ‘Consciousness Causes Collapse’ interpretation because they approach it from the old paradigm.

Old worldview
The universe a large billiard ball machine. Everything is made of particles and life and consciousness are both the result of pure randomness, physical processes and evolution. There is no proof for anything ‘magical’ going on.

From this perspective, consciousness – as merely a brain function – can have no effect on the physical world. The very idea is ludicrous.

However, is this the best worldview we have? I think not.

New worldview
Conscious life and the entire physical universe originate from a non-local mind field and is a unified whole. We are all part of an information matrix. Reality, therefore, is a process that involves your consciousness (which is really not your consciousness, but part of a larger cosmic mind). Therefore, the conscious mind transforms all quantum possibilities into a manifest outcome.

Strange loop: who collapses the conscious observer?

This new worldview, which is beautifully described in Robert Lanza’s Biocentrism, has a number of radical implications for how we view the universe:
– The physical world and conscious observer are intertwined and cannot be separated. There is no outside world that exists independent of mind.
– Non-living matter exists only in probability state when not being observed.
– Space and time are tools of the mind and have no independent, objective existence.
– The brain does not generate consciousness, but acts as reducing valve, keeping experience restricted to our local experience ensuring our fitness for survival.

There are many reasons to believe this worldview is much better suited to explain nature in its totality. Quantum mechanics is one of these reasons, because whatever the observer seems to do, impacts the experimental results. This goes so far that a decision an experimenter makes in the present, can impact the behavior of a particle in the past (delayed choice experiments).

There is still a lot of resistance against this worldview, because it is so radically different than what our current scientific culture dictates. However, there are some physicists reevaluating their thinking. Like Scott M. Tyson. In his book The Unobservable Universe: A Paradox-Free Framework for Understanding the Universe, he writes: “you simply cannot remove the observer from reality. It can’t be done and it is pointless to resist.”

Read more answers about the relation between quantum mechanics and consciousness in my posts on Quora.

Advertenties

Dag Sluupie

Sluup
XX-XX-2002 — 04-05-2017

Tot later weer, maatje!

*Een notitie over de dood: Bewustzijn is niet een product van neurobiologische processen in het brein, maar de bron van al het bestaan. Volgens biocentrisme is alles wat we observeren, inclusief ruimtetijd, een constructie binnen de geest (het bewustzijn) en bestaat er geen externe wereld buiten het bewustzijn (voor meer uitleg, lees deze blog). Kortom, tijd bestaat slechts als instrument van de dierlijke geest en heeft geen grondslag in de realiteit. Bij de dood van Sluup is zijn bewustzijn verplaatst, maar niet verdwenen. Er is geen plek waar het naar toe zou kunnen verdwijnen. We hebben zijn levenloze lichaam gezien, maar hij (zijn bewustzijn) was al vertrokken en het lichaam wat overbleef was Sluup niet meer. De dood is een illusie en we leven allemaal voor eeuwig als onderdeel van het grote bewustzijn van de natuur.

Voor wie dit te mooi vindt om waar te zijn moet zeker het werk lezen van wetenschappers Robert Lanza en Stanislav Grof. Het is een zeer heugelijk gegeven!

Espresso drinkende George Clooney toch niet ontstaan uit toevallig botsende moleculen?

Door Jeppe Kleyngeld

Vanuit onze typische Westerse opvattingen kijken we doorgaans naar het ontstaan van het leven en het universum alsof het puur materiële en toevallige aangelegenheden betreft.

De oerknal: 13,7 miljard jaar geleden werd vanuit één beginpunt (de singulariteit) triljoenen triljoenen triljoenen tonnen materie gelanceerd. Maar hoe en waarom? Dat weten we niet.

Evolutie: Door een toevallige samenloop van omstandigheden ontstond op een klein rotsblok (de aarde) nabij een derde generatie ster (onze zon) bij puur toeval leven. Na miljarden jaren evolutie heeft dat uiteindelijk geresulteerd in… ons. Maar hoe precies? Geen idee.

De hersenen: Wat zijn wij? In essentie een stel hersenen met een (soms) fraaie verpakking eromheen, maar hoe komt het bewustzijn tot stand? Gemakshalve denkt de wetenschap dat ook dit toevallig uit moleculen is ontstaan, maar er is geen enkel bewijs voor dat dit mogelijk is, eerder het tegenovergestelde.

Eeuwenoude religies en filosofen hebben altijd intuïtief geweten dat levende wezens meer zijn dan puur een fysiek, bij toeval ontstaan systeem. Hen zal het dan ook niet verbazen dat de (Westerse) wetenschap er niet in slaagt het hele universum en leven te verklaren vanuit de puur fysieke, wiskundige benadering. Er komen steeds meer scheuren in deze aannames, de theory of everything zit op een dood spoor, maar wat voor alternatieven zijn er?

Behalve het religieuze alternatief: ‘God heeft de wereld geschapen’, is er nog een alternatief vanuit de biologie. De naam van deze theorie is ‘biocentrisme’ en de bedenker is wetenschapper Robert Lanza. Het mooie van biocentrisme is dat het helemaal in lijn is met de vreemde waarnemingen uit de kwantumtheorie die traditionele wetenschap niet kan verklaren. Lanza haalt er een element bij dat in de ‘alles is toeval’ aannames ontbreekt: het bewustzijn. En daarmee komt hij een heel eind in het verklaren van het ontstaan van alles.

Biocentrisme in het kort

Bewustzijn creëert het universum, niet andersom.

In de Westerse opvattingen bestaat het universum als grote, hoofdzakelijk lege ruimte waarin toevallig leven is ontstaan. Maar volgens deze benadering is het leven niet meer dan een bijproduct – een schimmeltje op een rotsblok – en lange tijd was er helemaal geen leven en na de ondergang van de mensheid zal er weer een lange tijd geen leven zijn. Tenminste niet in dit hoekje van het universum.

Volgens biocentrisme bestaat er helemaal geen leeg en ‘dom’ universum onafhankelijk van leven. Het enige universum dat er bestaat is het universum dat we zelf waarnemen. Levende wezens met bewustzijn creëren het universum zelf. Dat betekent dat als je ’s avonds naar bed gaat, je keuken niet meer echt bestaat. Hij bestaat alleen als je hem waarneemt. De maan zou er niet zijn als we hem niet met zijn allen zouden waarnemen. En als wij er niet meer zouden zijn, zou het universum dat wij kennen oplossen in een wolk van potentie, maar niet langer bestaan als materiële werkelijkheid.

Een oude filosofische vraag is; als in een leeg bos een boom omvalt, maakt dit dan geluid? Immers, niemand is in de buurt om het te horen. Volgens biocentrisme is deze vraag irrelevant. Als er niemand in het bos is om het waar te nemen, bestaat het bos niet, alleen als mogelijkheid. Tenzij planten en bomen ook bewustzijn hebben en het lijkt erop dat dit best eens zou kunnen, dus maak van het bos een stadscentrum en van de boom een omvallende toren.

Ruimte en tijd bestaan niet echt
Kortom, er bestaat geen objectieve wereld, maar slechts de miljarden subjectieve werelden die levende wezens waarnemen. Buiten het bewustzijn bestaat niks. De interne en externe wereld die wij ervaren zijn in feite twee kanten van dezelfde medaille en de verbinding tussen die twee kan niet verbroken worden. En onze waargenomen werelden gaan allemaal in elkaar over. In de natuur is alles één. Ruimte en tijd zijn volgens biocentrisme niets meer dan constructies van de geest. Net als zintuigen helpen zij ons de wereld te begrijpen, maar ze bestaan niet echt. Ze zijn onderdeel van de mentale software van dierlijke organismen die sensaties omvormt tot multidimensionale objecten. We dragen ruimte en tijd met ons mee, zoals een schildpad het schild op zijn rug met zich meedraagt.

Volgens biocentrisme is tijd slechts een mechanisme dat we gebruiken om veranderingen waar te nemen. De klok tikt verder, we worden langzaam ouder, de zon komt op en gaat weer onder, maar geen van deze dingen bewijst dat tijd echt onafhankelijk bestaat van onze waarnemingen.

Als tijd en ruimte niet bestaan heeft dat nogal wat implicaties. Het betekent in de eerste plaats dat het bestaan geen echt begin en einde meer heeft. Beide woorden ‘begin’ en ‘einde’ zijn begrippen die met tijd te maken hebben. Bestaat tijd niet meer, dan verliezen die begrippen hun betekenis. Ook doodgaan is zonder tijd slechts een illusie. De sequentie waarin dingen lijken te verlopen doet er niet toe wanneer tijd slechts een instrument van de geest is. Andere mensen zien je dode lichaam, maar dat ben jij niet. Jouw bewustzijn bestaat ergens anders voort binnen het alles is één universum, al heeft ‘ergens’ ook weer geen betekenis omdat ruimte niet echt bestaat. Bewustzijn bestaat uit een 23 watt bolletje energie en zoals je misschien nog weet van de natuurkunde les: energie kan nooit verloren gaan. We zijn allemaal onlosmakelijk verbonden met het universum en hier nooit meer los van te koppelen.

Biocentrisme en vooral de illusionaire natuur van ruimte en tijd zijn lastige concepten om te bevatten zolang we in ons afgebakende menszijn vastzitten. Bij doodgaan kunnen we eindelijk losbreken uit de begrenzingen van ons lichaam en buiten de tijd bestaan, dus dat is een bevrijding en niet iets om bang voor te zijn.

Bewijzen voor biocentrisme: kwantumtheorie en ‘goldilocks’ universum
Het proces van creatie en de rol die de observant hierin speelt is goed zichtbaar in de bekende experimenten uit de kwantummechanica. Vooral het double split experiment laat goed zien welke rol de observant speelt. Kwantumtheorie heeft ons geleerd dat subatomaire deeltjes NIET bestaan op een definitieve plek. Ze bestaan slechts als reeks van waarschijnlijkheden die niet manifest zijn. Zodra er een observant binnenkomt stort ieder van deze golffuncties in elkaar en nemen een vaste positie in. Zo ontstaat een fysieke realiteit. Het bewustzijn is krachtig genoeg om een materiële wereld te creëren. Denk aan schizofrene patiënten die hele werelden scheppen in hun hoofd (‘A Beautiful Mind’). Voor hen is die wereld net zo echt als de echte wereld. Na 100 jaar experimenteren kunnen wetenschappers niet anders dan erkennen: de waarnemer is NIET te verwijderen uit de kwantumrealiteit.

Atomen bestaan sowieso uit veel meer leegte dan vaste materie, dus zo gek is het idee niet dat de maan pas gevormd wordt als we ernaar kijken. Als bij de studie van de kleinste bouwstenen van de natuur de waarneming het gedrag van die bouwstenen verandert is die waarneming kennelijk essentieel, betoogt Lanza. Dit geldt overigens niet alleen voor de kleinste deeltjes; de experimenten zijn inmiddels ook uitgevoerd met grotere moleculen die uit honderden atomen bestaan en daaruit kwamen dezelfde resultaten: ze bestaan alleen als wolk van mogelijkheden voordat ze geobserveerd worden. Lanza’s stelling is dat wat geldt voor grote atomen en kristalen ook geldt voor flatgebouwen en planeten.

In andere kwantum experimenten is aangetoond dat deeltjes die met elkaar verbonden zijn (‘entangled particles’) met elkaar kunnen blijven communiceren ongeacht hoe ver ze van elkaar verwijderd zijn. Dat kan twee dingen betekenen: ze kunnen sneller communiceren dan lichtsnelheid wat niet kan volgens Einstein’s algemene relativiteitstheorie of de ruimte tussen de deeltjes bestaat niet echt… Volgens biocentrisme bestaat ruimte inderdaad niet echt en zitten we allemaal in feite op elkaar en in elkaar verweven. Dat is in lijn met Einstein: de sterren lijken ver, maar als we met lichtsnelheid konden reizen reduceert de reisafstand tot nul (bij reizen met lichtsnelheid staat de tijd stil). Zo bezien bestaan ruimte en tijd alleen in onze subjectieve ervaringen en niet als losstaande, objectieve entiteiten.

Een ander belangrijk argument voor biocentrisme is het ‘goldilocks’ universum. Ons universum is te geschikt voor leven om per toeval ontstaan te zijn. Was de Big Bang een miljoenste krachtiger geweest, dan waren we er niet geweest. Als de zwaartekracht één tandje lager was geweest, dan zouden er geen sterren zijn en dus ook geen zon. En zo zijn er meer dan 200 fysieke parameters, waarvan de kleinste wijziging zou betekenen dat wij nooit zouden bestaan.

Natuurlijk kun je aanvoeren dat het logisch is dat we bij toeval zijn ontstaan omdat we ons anders deze vraag niet konden stellen, maar dat is een beetje vreemd. Een gevangene die het vuurpeloton met 100 schutters heeft overleefd denkt ook niet; ‘natuurlijk heb ik het overleefd, anders zou ik hier niet staan’. Die zou afvragen waarom 100 kogels hem niet gedood zouden hebben. Biocentrisme doet hetzelfde voor ons bestaan op aarde. In de woorden van Lanza: ‘The very structure of the universe is only explainable through biocentrism. The universe is fine-tuned for life, which makes perfect sense as life created the universe, not the other way around. The universe is simply the complete spatio-temporal logic of self.’

Kort samengevat, creatie is het manifest worden van het non manifeste. En daar heb je een waarnemer voor nodig. En die waarnemer ben JIJ. Gefeliciteerd met het mooie universum dat je ontworpen hebt.

5 bizarre feiten over kwantummechanica

5-bizarre-feiten-over-kwantummechanica-4

De kwantumwereld is absurd; daar zijn zelfs vooraanstaande natuurkundigen het over eens. Hieronder beschrijf ik vijf eigenschappen van kwantummechanica die wetenschappelijk zijn aangetoond en gelijktijdig onmogelijk te begrijpen zijn door de menselijke geest.

1. Zowel golf als deeltje
Een los kwantumdeeltje kan zich zowel gedragen als een golf als een deeltje. Dit is aangetoond met het beroemde ‘two-slit’ experiment waarin een atomenpistool één enkele atoom per keer afvuurt op een plaatje waar de atoom belandt tussen twee openingen in. Wanneer men door blijft gaan met het afvuren van losse atomen ontstaat op de achterwand een zelfde patroon als wanneer men er licht doorheen zou schijnen.

5-bizarre-feiten-over-kwantummechanica-15-bizarre-feiten-over-kwantummechanica-2

Wanneer men vervolgens één van de openingen afsluit gedragen de losse kwantumdeeltjes zich hetzelfde als zandkorrels zich zouden gedragen.

De deeltjes kunnen ook in beide staten tegelijk verkeren, de zogeheten ‘superpositie’. De vreemdheid hiervan werd door de Oostenrijkse natuurkundige Schrödinger benadrukt in een beroemd gedachte-experiment. Schrödinger toonde aan dat een kat in een afgesloten doos met een gifcapsule zowel dood als levend op hetzelfde moment kan zijn.

5-bizarre-feiten-over-kwantummechanica-5

2. Niet te observeren
Nog vreemder dan de dubbele staat, is dat het kwantumdeeltje zich anders gedraagt als het geobserveerd wordt. Wanneer deeltjes zich in golven bewegen toont het patroon aan dat ze door beide openingen tegelijk moeten gaan. Wil je dit echter vast leggen met een detector, dan gaat het deeltje zich spontaan anders gedragen, namelijk weer als een zandkorrel in plaats van als een golf. Alsof het niet betrapt wil worden in zijn speciale goochelaarstruc. Hoe dit kan? Er zijn verschillende theorieën voor, maar nog geen hele bevredigende…

5-bizarre-feiten-over-kwantummechanica-3

3. Het noodlot bestaat niet
Stel dat je de computerkracht had om de positie van ieder deeltje in het universum te kennen. Dan zou het mogelijk zijn precies te weten hoe de voorbestemde toekomst zich zou gaan voltrekken. Kwantummechanica heeft bewezen dat deze deterministische toekomst niet bestaat omdat het volstrekt onvoorspelbaar is waar deeltjes, zoals elektronen, zich in de toekomst gaan bevinden. We kunnen alleen de waarschijnlijkheid bepalen waar de elektronen zich zullen bevinden. We kunnen de toekomst dus nooit met zekerheid voorspellen, maar wel – in theorie – de waarschijnlijkheid berekenen van verschillende uitkomsten. Dit is de essentie van quantum indeterminism.

4. Communicatie zonder signaal
Lichtsnelheid is de absolute snelheid in het universum. Dus als je telepathisch een boodschap wilt overbrengen naar je broer die op de zon staat, dan is je boodschap acht minuten onderweg (150 miljoen kilometer met 300 000 kilometer per seconde). In het geval van de kwantumwereld hebben natuurkundigen er geen twijfel meer over dat instante communicatie tussen meerdere objecten op afstand een algemene eigenschap is. Dat komt omdat ze verstrengeld met elkaar zijn geraakt. Deze eigenschap heet nonlocality en stelt dat twee deeltjes met elkaar in contact kunnen blijven ongeacht hoe ver ze van elkaar verwijderd zijn. Dit is wederom een eigenschap van kwantummechanica dat indruist tegen onze menselijke intuïtie.

5. Quantum tunnelling
Wanneer je een bal een heuvel oprolt moet het voldoende energie gegeven worden om het hoogste punt te bereiken en dan aan de andere kan weer naar beneden te rollen. Wanneer de bal te weinig energie gegeven is, rolt hij logischerwijs weer naar beneden. In de wereld van de kwantummechanica is er altijd de waarschijnlijkheid dat het object spontaan aan de ene kant zou verdwijnen en weer aan de andere kant zou opduiken. Dit zou ook gebeuren als het object te weinig energie zou hebben om de top te bereiken.

Tja, wat kun je hier over zeggen? Niet veel behalve dat we nog weinig weten over hoe de natuur echt werkt. Het wachten is op een theorie die zowel Einsteins relativiteitstheorie als kwantummechanica combineert in één ultieme theorie over de werking van het universum. Het kan nog even duren voordat deze gevonden wordt; ik hoop dat het in mijn leven nog lukt. In de tussentijd ga ik me verdiepen in de biocentrisme-gedachte van Robert Lanza die de mens centraal stelt en daarmee een verklaring geeft voor een aantal van bovenstaande vaagheden, waaronder de tweede waarin de rol van de observant duidelijk een verschil maakt. Wordt vervolgd.

5-bizarre-feiten-over-kwantummechanica-0

Bron: ‘Quantum: A Guide For the Perplexed’ by Jim Al-Khalili