Persoalan Pengamatan Sadar dalam Deskripsi Mekanika Quantum

Oleh: H.D. Zeh
Institut f¨ur Theoretische Physik, Universit¨at Heidelberg, Philosophenweg 19, D-69120 Heidelberg, Germany
5 Juni 2000
(Sumber: www.arxiv.org)

Konsekuensi epistemologis dari non-lokalitas (keterjeratan) quantum ditelaah berdasarkan asumsi persamaan Schrödinger yang valid secara universal dan ketiadaan variabel tersembunyi. Tak ayal ini mengarah pada interpretasi banyak pikiran (many-minds interpretation). Fondasi mutakhir status-status syaraf kuasi-klasik di otak (berdasarkan dekoherensi lingkungan) pada prinsipnya memperkenankan deskripsi formal seluruh rantai interaksi pengukuran, termasuk perilaku pengamat sadar, tanpa memperkenalkan konsep klasik menengah (untuk “status [jarum] penunjuk” makroskopis) atau “amatan” (untuk posisi partikel mikroskopis)—sehingga konsisten memformalisasi ganzer langer Weg (jalan panjang suntuk) Einstein dari objek yang diamati menuju subjek yang mengamati dalam perspektif mekanika quantum.

Kata kunci: keterjeratan, pengukuran quantum, interpretasi Everett

1. Pendahuluan
John von Neumann sudah lebih dulu menjelaskan kesulitan konseptual yang timbul bila kita berupaya merumuskan proses fisikal yang mendasari pengamatan subjektif dalam teori quantum.[1] Dia menekankan ketidakcocokan teori quantum dengan paralelisme psikofisik, cara tradisional dalam memperciut tindakan pengamatan ke proses fisikal. Berdasarkan asumsi realitas fisik di ruang dan waktu, kita menerima “kebergandengan” (hubungan sebab-akibat—searah atau dwiarah) materi dan pikiran, atau mengesampingkan seluruhnya dengan berpaling kepada behaviorisme murni. Akan tetapi, ini pun tetap problematis bila kita berusaha mendeskripsikan perilaku klasik dalam perspektif mekanika quantum. Tak ada sudut-pandang yang dapat ditegakkan tanpa modifikasi fundamental pada deskripsi dunia fisik yang konsisten menurut mekanika quantum.

Masalah-masalah perumusan proses pengamatan dalam teori quantum ini muncul sebagai konsekuensi nonlokalitas quantum (korelasi quantum, atau “keterjeratan”, yang menyifati status-status fisikal generik), yang pada gilirannya dapat diderivasikan dari prinsip superposisi. Atribut quantum fundamental ini bahkan tidak memperkenankan eksisnya status fisikal sistem lokal (semisal otak atau komponennya).[2] Oleh sebab itu, tak ada status pikiran yang dapat eksis “paralel” dengannya (yakni, ekuivalen dengannya satu banding satu, atau menentukannya).

Persoalan ini bukan cuma menyinggung isu filosofis materi dan pikiran. Ini ada sangkut-pautnya dengan fisika quantum itu sendiri, sebab vektor status mengalami reaksi terkenal pasca pengamatan: “kolaps”. Atas alasan ini Schrödinger pernah berargumen, fungsi gelombang mungkin tidak melambangkan objek fisik (dalam pengertian statistik sekalipun), tapi lebih bermakna psikofisik fundamental.

Situasi ini rupanya begitu memalukan bagi mayoritas fisikawan, sampai-sampai banyak pihak berusaha keras mencari realitas lokal di balik formalisme teori quantum. Selama beberapa waktu upaya mereka ditunjang oleh harapan bahwa korelasi quantum dapat dipahami sebagai korelasi statistik yang timbul dari sekumpulan interpretasi tak dikenal terhadap teori quantum. (Sekumpulan penjelasan di dalam teori quantum dapat dikesampingkan.[2]) Namun, penelitian Bell telah mendemonstrasikan cukup keras bahwa relitas lokal—tak peduli apakah ia pada prinsipnya dapat dikonfirmasi secara eksperimen atau tidak—niscaya akan berselisih dengan beberapa prediksi teori quantum. Sebelumnya sudah ada argumen kurang keras tapi cukup meyakinkan dalam bentuk kelengkapan dinamis persamaan Schrödinger untuk pendeskripsian sistem miskroskopis terisolir, khususnya sistem yang memuat korelasi quantum (misalnya atom berelektron banyak).

Kendati bukti-bukti yang mendukung teori quantum (dan menentang realisme lokal) kini berlimpah, berlanjutnya pencarian solusi tradisional dapat dimaklumi mengingat persoalan-persoalan epistemologis yang timbul. Di sisi lain, di tengah ketiadaan petunjuk empiris tentang cara merevisi teori quantum, ada bijaknya menerima deskripsi realitas fisik dalam perspektif vektor status non-lokal, dan mempertimbangkan konsekuensi beratnya secara serius. Pendekatan demikian mungkin bermanfaat, tanpa menghiraukan apakah ternyata kelak keabsahannya terbatas.

Sikap pragmatis konvensional (“Kopenhagen”) dengan berpindah-pindah antara konsep klasik dan konsep quantum lewat keputusan ad hoc tentu saja tidak mewakili deskripsi konsisten. Itu mesti dibedakan dari dualitas gelombang-partikel yang dapat dimasukkan ke dalam konsep umum vektor status (yakni wakilan bilangan hunian untuk mode gelombang). Sayangnya, kecondongan pribadi kepada konsep klasik lokal atau quantum non-lokal dalam mendeskripsikan “realitas sejati” rupanya menjadi sumber utama kesalahpahaman antar fisikawan—bandingkan diskusi baru-baru ini antara d’Espagnat dan Weißkopf.[4]

Sudah jelas keinsyafan sadar (conscious awareness) pasti bergandengan dengan sistem fisikal lokal: lingkungan fisik kita harus berinteraksi dengan dan berpengaruh terhadap otak kita agar dapat diindera. Bahkan ada bukti meyakinkan yang mendukung ide bahwa semua status keinsyafan mencerminkan proses psikokimiawi di otak. Proses-proses sel syaraf ini biasanya digambarkan melalui konsep klasik (yakni lokal). Orang boleh berspekulasi soal rincian kebergandengan ini atas dasar teoritis murni [5], atau mencarinya secara eksperimen dengan melakukan penelitian neurologis dan psikologis. Terlebih, setelah beberapa dekade mengusir kesadaran (consciousness) dari psikobiologi dengan berpaling kepada behaviorisme murni, rupanya kini jin tersebut diizinkan merasuk kembali.[6] Namun, bila diperiksa lebih cermat, konsep kesadaran yang dipakai ternyata merupakan konsep behavioristik murni: aspek-aspek perilaku tertentu (misalnya bahasa) terhubung dengan kesadaran secara konvensional. Untuk alasan epistemologis, memang mustahil memperoleh konsep kesadaran (keinsyafan) subjektif dari dunia fisik. Meski demikian, subjektivitas tak harus membentuk “kebuntuan epistemologis” (istilah milik Pribram [7]), tapi guna memahaminya mungkin perlu usaha gabungan fisika, psikologi, dan epistemologi.

2. Epistemologi Kesadaran
Dengan mengarang jin jahat, Descartes memperagakan mustahilnya membuktikan realitas dunia teramati (fisik). Jin hipotetis ini, diasumsikan memperdaya akal sehat kita, dianggap sebagai bagian dari realitas (lain)—mirip dengan bukti tak langsung.

Di sisi lain, ungkapan milik Descartes yang lebih masyhur, cogito ergo sum (“aku berpikir, maka aku ada”), didasarkan pada keyakinan bahwa eksistensi perasaan subjektif tidak dapat disangsikan secara nalar. Alih-alih membentuk kebuntuan epistemologis, subjektivitas semestinya dianggap sebagai gerbang epistemologis menuju realitas.
[Konsep] jin Descartes tidak menyanggah dunia fisik riil—begitupula argumen epistemologis manapun. Ia justru membuka kemungkinan realisme hipotetis, contohnya dalam pengertian fiksi heuristik-nya Vaihinger.[8] Selain harus konsisten secara intrinsik, realitas hipotetis ini harus selaras dengan pengamatan (persepsi), dan menggambarkannya dengan cara paling hemat. Jika, di dunia quantum, relasi antara pengamatan (subjektif) dan realitas yang dipostulatkan ternyata berbeda dari wujud klasiknya (sebagaimana sudah sering dikemukakan, dengan alasan konsistensi), maka wawasan baru non-sepele dapat diraih.

Meski menurut Descartes perasaan saya tidak dapat disangsikan, saya tidak bisa membuktikan kesadaran orang lain bahkan berdasarkan praduga realitas fisik mereka. (Ini menjadi alasan untuk menyingkirkannya dari psikologi behavioristik.) Namun, saya akan lebih baik (yakni lebih hemat) dalam “memahami” atau memprediksi perilaku orang lain (yang tampak saya lihat dalam kenyataan) jika saya berasumsi mereka mengalami perasaan yang sama dengan saya. Dalam hal ini, kesadaran (di luar solipsisme) adalah konsep heuristik yang sama persis dengan realitas. Tak ada alasan epistemologis lebih baik untuk mengusir konsep kesadaran dari sains selain alasan realitas fisik.

Konsekuensi dari konstruksi epistemologis heuristik realitas fisik dan psikis ini adalah bahwa bahasa memberikan informasi tentang kesadaran pembicara. Argumen ini menekankan sifat perolehan epistemologis (ketimbang kemunculan dinamis) konsep ini. Namun, cuma bagian kesadaran tersebut yang dapat diselidiki, yang mewujudkan diri sebagai suatu bentuk perilaku (contohnya bahasa). Atas alasan ini, sudah sepantasnya menghindari konsep fundamental kesadaran dalam psikobiologi. Ini menuntut agar perilaku sadar (perilaku seolah sadar) dapat dijelaskan secara lengkap sebagai [perilaku] timbul—tentunya taksiran signifikan. Kesadaran pribadi kita (dialami secara subjektif) harus diikutsertakan dalam menegakkan paralelisme psikofisik. Hanya dengan paralelisme (atau epifenomenalisme) dinamika pasif tersebutlah dunia fisik akan menjadi sistem tertutup yang pada prinsipnya memperkenankan reduksionisme lengkap.

Sebelum kedatangan teori quantum, kedudukan menara gading fisika ini dapat ditegakkan tanpa menimbulkan masalah. Di sisi lain, jika konsep quantum non-lokal menggambarkan aspek-aspek nyata dunia fisik (yakni, jika konsep tersebut betul-betul heuristik), maka paralelisme harus dimodifikasi dengan suatu cara. Kelak modifikasi demikian boleh jadi sangat penting bagi eksperimen psikobiologi, tapi itu tidak relevan bila non-lokalitas dapat diabaikan, seperti pada komputer modern atau mayoritas proses syaraf. Bagaimanapun, aktivitas kuasi-klasik sel syaraf mungkin hampir sama jauhnya dari kesadaran sebagaimana citra di retina. Konsep “keutuhan”—acapkali ditekankan sebagai hal penting untuk sistem-sistem kompleks semisal otak—biasanya tak cukup dipahami: dalam teori quantum, ia bukan keutuhan dinamis belaka (yaitu, interaksi efisien antar semua komponen), dan tidak pula terbatas pada sistem itu sendiri. Argumen dinamis mensyaratkan keutuhan kinematik seluruh alam semesta (bila dianggap tersusun dari komponen-komponen ruang).[2] Itu boleh diabaikan untuk aspek (“klasik”) tertentu saja—tidak untuk deskripsi mikroskopis lengkap yang mungkin relevan bagi persepsi subjektif.

3. Pengamatan di Dunia Quantum
Konsekuensi potensial dari permasalahan yang muncul dalam teori quantum adalah membuang konsep realitas fisik yang heuristik dan relevan—secara eksplisit [9] ataupun implisit. Pernyataan ini mencakup pembatasan lazim pada kaidah formal ketika mengkalkulasi sebaran probabilitas variabel klasik yang dipradugakan dalam situasi-situasi yang dipahami secara intuitif sebagai “pengukuran” (tapi tidak cukup atau bahkan tidak konsisten terbedakan dari interaksi “dinamis” normal). Jelas, deskripsi umum proses fisik yang mendasari keinsyafan tak dapat diberikan tanpa kehadiran realitas fisik, sungguhpun perilaku makroskopis (termasuk dinamika sistem syaraf) dapat digambarkan melalui skema pragmatis standar. Ini tidak memuaskan, sebab keinsyafan subjektif mempunyai makna paling dasar tanpa pengamatan eksternal (yang dituntut dalam interpretasi Kopenhagen). Secara epistemologis, konsep pengamatan apapun pada hakikatnya didasarkan pada subjek pengamat.

“Non-konsep” pengabaian realitas mikroskopis ini tidak diwajibkan, sebagaimana sudah disoroti sebelumnya [2, 10]. Justru, kita dapat menganggap vektor status sebagai realitas “aktual” dan pewakil, sebab ia beraksi secara dinamis (seringkali sebagai kesatuan) terhadap apa yang diamati. Lebih jauh, menimbang analisa Bell terhadap konsekuensi non-lokalitas quantum, tampaknya diragukan apakah ada, dan apa saja, yang dapat diperoleh dari pengadaan konsep fundamental baru (variabel tersembunyi) tanpa dukungan empiris sama sekali. Maka dua solusi berbeda untuk persoalan pengukuran rasanya bisa dimaklumi: kekolapsan von Neumann atau interpretasi status relatif Everett.[11] Dalam kedua kasus, paralelisme psikofisik (yang dimodifikasi secara pantas) dapat ditegakkan ulang.

Dinamika kekolapsan fungsi gelombang mensyaratkan suku non-linier dan non-uniter dalam persamaan Schrödinger.[12] Mereka mungkin teramat kecil, dan hanya menjadi efektif lewat proses amplifikasi tak terbalikkan yang berlangsung selama peristiwa mirip pengukuran. Dengan demikian prinsip superposisi hanya valid dalam teori versi linier. Meski pernyataan ini pada prinsipnya menjelaskan pengukuran quantum, ini takkan bisa mendeskripsikan status definitif kesadaran kecuali kalau paralelisme dibatasi pada variabel-variabel kuasi-klasik di otak. Karena suku-suku non-linier dalam persamaan Schrödinger menghasilkan penyimpangan dari teori quantum konvensional, semestinya saat ini mereka dikesampingkan untuk alasan yang sama sebagaimana variabel tersembunyi. Setiap usulan pelanggaran prinsip superposisi harus dipandang dengan penuh kecurigaan lantaran kesuksesan besar dan umumnya. Contoh, superposisi vakum-vakum berlainan pun telah terbukti bersifat heuristik (dengan kata lain memiliki daya prediksi) dalam teori medan quantum.

Jadi masalah yang timbul ketika status fisikal perlambang kesadaran dideskripsikan di dalam mekanika gelombang melalui suku dinamis non-linier dapat dihindari andaikata kenonlinieran itu sendiri disebabkan oleh kesadaran. Bahkan ini telah diusulkan sebagai cara memasukkan konsep asli kehendak bebas ke dalam teori [13], tapi akan bertentangan dengan hipotesis deskripsi fisikal dunia yang tertutup.

Jika persamaan Schrödinger justru diasumsikan bersifat universal dan tepat, maka superposisi status-status otak yang melambangkan kandungan kesadaran berlainan tak dapat dihindari sebagaimana superposisi kucing mati dan hidup. Namun, gara-gara interaksi dengan lingkungan, setiap komponen harus berkorelasi quantum dengan status lain (hampir ortogonal) alam semesta selebihnya. Konsekuensi ini, serta cara kita mengindera dunia, tak pelak mengarah pada interpretasi “many-worlds” terhadap fungsi gelombang.(b) Sialnya nama ini menyesatkan. Dunia quantum (yang dilukiskan oleh fungsi gelombang) ekuivalen dengan satu superposisi ribuan komponen yang mewakili dunia klasik berlainan. Mereka semuanya bergandengan secara dinamis (karenanya “aktual”), dan pada prinsipnya mereka dapat bergabung (kembali) selain mencabang. Bukan dunia riil (dilukiskan oleh fungsi gelombang) yang mencabang dalam gambaran ini, melainkan kesadaran (atau lebih tepatnya status pengangkut fisiknya), beserta “dunia” teramati (tampak).[2] Sekali kita menerima bagian formal teori quantum, maka hanya pengalaman kita yang memberitahukan bahwa kesadaran ditentukan secara fisik oleh (faktor) fungsi gelombang dalam komponen tertentu fungsi gelombang total.(c) Eksistensi komponen-komponen “lain” (beserta diri kita versi kesadaran terpisah mereka) adalah fiksi heuristik, berlandaskan asumsi keabsahan umum hukum dinamis yang telah senantiasa terkonfirmasi saat diujicoba. Ketika diterapkan pada hukum dan konsep klasik, asumsi analogis mengarah pada model realitas konvensional di ruang dan waktu sebagai ekstrapolasi objek pengamatan. Dalam model quantum, kekolapsan melambangkan solipsisme jenis baru, sebab ia mengingkari eksistensi konsekuensi alternatif yang timbul ini.

Everett mempertalikan percabangannya dengan keberceraian komponen-komponen secara dinamis dan tak terbalikkan yang terjadi saat atribut mikroskopis berkorelasi dengan atribut makroskopis. Ketakterbalikkan ini mensyaratkan kondisi awal spesifik untuk vektor status global.[5] Kondisi awal demikian juga akan, contohnya, membuat molekul gula mengirim “informasi” terbelakang secara permanen (dengan menebar foton dan molekul) perihal kiralitasnya ke alam semesta. Dengan begini fase-fase relatifnya menjadi non-lokal, sehingga tak lagi mempengaruhi status fisikal pengamat sadar lokal (atau status otaknya). Perpisahan komponen-komponen ini bersifat dinamis “alot”. Tak ada lokalisasi presisi potongan cabang (selama kekolapsan dinamis tulen harus diperinci sebagai hukum dinamis).

Meski demikian, percabangan [dunia] Everett dalam hal atribut kuasi-klasik tidak terasa cukup untuk merumuskan paralelisme psikofisik. Tidak pula pencabangan ini akan menghasilkan status faktor definitif untuk suatu bagian relevan di otak, tidak pula setiap proses dekoherensi di suatu tempat di alam semesta melukiskan pengamatan sadar. Bahkan di dalam cabang [dunia] yang alot, mayoritas komponen otak akan tetap berkorelasi quantum secara kuat dengan satu sama lain dan dengan lingkungan.

Percabangan Everett melambangkan pengukuran objektif—tidak harus pengamatan sadar. Paralelisme tampaknya didasarkan pada percabangan lebih halus lagi (dari sudut pandang lokal) daripada yang mendeskripsikan pengukuran, sebab ia harus ekuivalen satu banding satu dengan keinsyafan subjektif. Perkiraan di sini adalah: apakah percabangan (tidak harus alot) yang disyaratkan secara konseptual untuk mendefinisikan paralelisme serta-merta menjustifikasi percabangan (tampak objektif) menjadi dunia-dunia kuasi-klasik ala Everett?

Percabangan vektor status global Ψ menyangkut dua pengamat sadar berbeda (katakanlah A dan B) dapat ditulis dalam bentuk kanonis Schmidt [5],

Gambar 1
(1)

di mana χA,B adalah status pengangkut fisikal kesadaran (agaknya kecil, tapi tidak harus komponen lokal sistem syaraf pusat), sementara φA,B adalah status “bagian-bagian lain alam semesta”. Dalam rangka mendeskripsikan perilaku makroskopis para pengamat (manusia), kita harus mempertimbangkan wakilan analogis berkenaan dengan status χ̃ seluruh tubuh mereka (atau komponen-komponen relevannya),

Gambar 2
(2)

Secara khusus, sistem syaraf pusat boleh diasumsikan mempunyai “status memori” (biasanya tak sadar) (dilabeli dengan mA dan mB) yang sama-sama alot di bawah dekoherensi sebagaimana kiralitas molekul gula. Dengan demikian kausalitas quantum berarah waktu (berdasarkan kondisi awal untuk fungsi gelombang global) akan memaksa status Schmidt χ̃ A dan χ̃ B mengalami faktorisasi dalam hal status-status memori ini [15],

Gambar 3
di mana µA dan µB adalah bilangan quantum tambahan. Dengan demikian, “bagian-bagian lain alam semesta” berfungsi sebagai bak untuk relasi fase.

Secara umum, bilangan quantum alot mA dan mB akan berkorelasi sebagian—baik karena interaksi khusus antara kedua pengamat (komunikasi), atau karena mereka dihasilkan dari sebab yang sama (yakni dari pengamatan peristiwa yang sama). Korelasi ini menetapkan konsep objektivisasi dalam perspektif mekanika quantum.

Pengangkut tulen kesadaran (dideskripsikan oleh status χ dalam rumus (1)) secara umum tidak boleh disangka melambangkan status-status memori, sebab tak ada kandungan kesadaran yang permanen. Namun, karena mereka boleh diasumsikan berinteraksi langsung dengan bagian-bagian lain sistem χ̃ saja, dan karena relasi fase antara bilangan quantum berlainan mA atau mB akan segera menjadi non-lokal, maka memori terlihat “klasik” bagi pengamat sadar. Setiap cabang alot dalam rumus (2), dan karenanya setiap harga m, pada hakikatnya melukiskan jumlah parsial independen tipe (1) ketika diamati.[16] Oleh sebab itu, interpretasi probabilitas yang relevan secara empiris dalam kaitan dengan cabang-cabang kuasi-klasik (termasuk posisi jarum penunjuk) dapat diderivasikan dari interpretasi serupa (tapi fundamental) untuk pencabangan subjektif (berkenaan dengan setiap pengamat) yang menurut interpretasi ini mendefinisikan paralelisme psikofisik baru.

Seperti disinggung sebelumnya, perilaku makroskopis (termasuk perilaku seolah sadar) juga dapat dideskripsikan melalui kaidah pragmatis (probabilistik) teori quantum. Persamaan tepat Schrödinger tidak mengimplikasikan perilaku deterministis entitas sadar, sebab kita harus menduga stimulus makroskopis mempunyai efek mikroskopis di dalam otak sebelum menimbulkan perilaku makroskopis. Alhasil, interaksi dengan lingkungan akan menyelang. Kalau begitu dekomposisi “status relatif” Everett (1) menyangkut status pengamat subjektif χ barangkali sangat berbeda dari percabangan terobjektivisasi (3), yang akan siginifikan berkenaan dengan semua pengamatan “eksternal”. Bahkan deskripsi ini mungkin memasukkan makna definitif ke dalam konsep samar komplementaritas Bohr.

4. Kesimpulan
Interpretasi multi-semesta teori quantum (yang lebih pantas disebut interpretasi multi-kesadaran) rupanya menjadi satu-satunya interpretasi teori quantum universal (dengan persamaan Schrödinger tepat) yang cocok dengan cara dunia diindera. Namun, gara-gara non-lokalitas quantum, ia menuntut modifikasi postulat paralelisme psikofisik yang epistemologis tradisional.

Dalam interpretasi ini, dunia fisik dideskripsikan sepenuhnya oleh fungsi gelombang Everett yang berevolusi secara deterministik (Laplacean). Status quantum global ini kemudian mendefinisikan suksesi (dan karenanya “pencabangan”) indeterministik status-status untuk semua pengamat. Oleh sebab itu, dunia sendiri tampak indeterministik—subjektif secara prinsip, tapi sebagian besar terobjektifkan lewat korelasi (keterjeratan) quantum.

Skema cukup umum untuk menggambarkan dunia empiris ini konsisten secara konseptual (sungguhpun paralelismenya tetap samar), selama didasarkan pada konsep-konsep fisika terbaik saat ini. Mungkin kelak konsep fisika kita terbukti tak memadai, tapi rasanya sulit membayangkan bagaimana suatu teori masa depan yang kurang-lebih memuat teori quantum dapat menghindari persoalan epistemologis serupa. Persoalan ini timbul dari perbedaan antara non-lokalitas quantum (terkonfirmasi oleh analisa Bell sebagai bagian dari realitas) dan lokalitas kesadaran “di suatu tempat di dalam otak”. Konsep-konsep quantum semestinya lebih kokoh dibanding konsep klasik untuk mengatasi masalah ini.

5. Lampiran
Makalah di atas ditulis ulang dari makalah tahun 1981 (dengan sedikit perubahan, terutama menyangkut rumus), karena solusi persoalan pengukuran mekanika quantum yang diusulkan di dalamnya mendapat perhatian dewasa ini, sementara Epistemological Letters (sebagai forum diskusi informal antara fisikawan dan filsuf yang tertarik pada “debat quantum baru”) kini sulit diakses. Dislokalisasi dinamis relasi fase (berdasarkan [2][15]) yang dirujuk dalam artikel ini guna menjustifikasi cabang-cabang alot Everett sudah lebih dikenal sebagai dekoherensi (lihat [17]), sedangkan “interpretasi multi-kesadaran” yang disebutkan dalam Kesimpulan telah ditemukan ulang di beberapa kesempatan. Sekarang ia biasa dikupas sebagai “interpretasi banyak pikiran” [18][19][20][21][22][23], tapi juga dijuluki interpretasi “banyak pandangan” [24] atau “banyak persepsi” [25].

Sifat kuasi-klasik status-status dinamis sel syaraf di otak yang mungkin memuat memori atau dapat diselidiki “dari luar” telah dikonfirmasi baru-baru ini oleh estimasi kuantitatif dekoherensi mereka dalam makalah penting karangan Tegmark [26]. Namun, pada mayoritas status ini, pengangkut fisikal sejati kesadaran di suatu tempat di dalam otak mungkin masih melambangkan sistem pengamat eksternal, yang dengannya mereka harus berinteraksi agar diindera. Tanpa menghiraukan apakah sistem pengamat hakiki adalah kuasi-klasik ataukah mempunyai aspek-aspek quantum esensial, kesadaran hanya dapat dipertalikan dengan status faktor (dari sistem yang diasumsikan terlokalisasi di otak) yang tampak pada cabang-cabang (komponen alot) fungsi gelombang global—asalkan persamaan Schrödingernya tepat. Dekoherensi lingkungan melambangkan keterjeratan (tapi bukan “distorsi”—otak dalam hal ini), sementara ansambel fungsi gelombang, yang melambangkan beragam hasil potensial (tak dapat diprediksi), mensyaratkan kekolapsan dinamis (yang tak pernah diamati).(d)

Peran esensial pengamat sadar untuk terjadinya peristiwa quantum fundamental (tapi objektif) rupanya sudah diisyaratkan oleh Heisenberg dalam interpretasi awal “idealistis”-nya terhadap trayektori partikel yang mewujud melalui tindakan kita mengamatinya. Bohr, dalam interpretasi Kopenhagen-nya, malah bersikeras bahwa hasil-hasil klasik muncul di peralatan dalam pengukuran tak terbalikkan, yang dianggapnya tak dapat dianalisa secara dinamis dari segi realitas mikroskopis (dibanding Beller [27]). Tautan klasik pertama dalam rantai interaksi yang membentuk pengamatan sistem quantum ini sekarang dapat diidentikkan dengan kejadian pertama dekoherensi (secara global dilukiskan sebagai proses dinamis uniter tapi tak terbalikkan—lihat [28]).

Bagaimanapun, pembatasan daya terap konsep quantum ala Bohr serta relasi ketidakpastian ala Heisenberg dimaksudkan untuk menetapkan batasan pada deskripsi rasional Alam. (Pandangan simplistik populer terhadap teori quantum, yang diklaim hanya mendeskripsikan dinamika stokastik untuk dunia klasik, telah menghasilkan banyak “paradoks”, yang mengesampingkan deskripsi lokal apapun tapi semuanya diderivasikan dari prinsip superposisi, dengan kata lain dari fungsi gelombang global terjerat.) Interpretasi “ortodoks” von Neumann, di sisi lain, dikaburkan oleh penggunaan “amatan”, yang seharusnya tak punya kedudukan fundamental dalam teori interaksi fungsi-fungsi gelombang. Postulat kekolapsan dinamisnya melambangkan pengamatan sadar yang kemudian diperinci oleh London dan Bauer [29], sementara Wigner [13] mengusulkan pengaruh aktif pikiran terhadap status fisikal (yang sebaiknya tidak mempengaruhi probabilitas objektif terukur). Stapp [21] mengungkapkan pandangan bermacam-macam terhadap masalah ini, sedangkan Penrose [30] berspekulasi bahwa pikiran manusia, kontras dengan komputer klasik, mensyaratkan aspek-aspek quantum tulen (termasuk superposisi status sel syaraf dan kekolapsan fungsi gelombang).(e)

Interpretasi Everett mengarah pada konsekuensi “berlebihan” (tak familiar dan tak dapat diamati), sebab tidak menciptakan hukum, variabel, atau unsur irasional baru untuk menghindarinya. Lockwood [19] cukup tepat saat menguraikan peran esensial dekoherensi untuk interpretasi banyak pikiran (lihat juga [23]). “Pengukuran malar” atas semua sistem makroskopis melalui lingkungan mereka (merangsang keterjeratan) pada mulanya dibahas [2] dalam rangka mendukung konsep fungsi gelombang universal, di mana “komponen-komponen mencabang” harus dialami/dirasakan secara terpisah.

Heisenberg ingat [31], Einstein pernah berkata kepada dirinya (hasil terjemahan saya): “Hanya teori ini yang mungkin memberitahukan apa yang bisa kita amati… Dalam jalan panjang suntuk (ganzer langer Weg) dari suatu peristiwa menuju pendaftarannya di kesadaran kita, kau harus tahu bagaimana Alam bekerja.” Jadi Einstein tidak mengusulkan agar teori tersebut mempostulatkan “amatan” untuk tujuan ini (sebagaimana kerap dipahami dari kalimat pertama kutipan di atas). Amatan formal bermanfaat hanya karena bagian berikutnya dari rantai interaksi ini dapat, untuk segala macam kegunaan, dideskripsikan dari segi variabel klasik, setelah harga awal tercipta secara stokastik untuk mereka di suatu tempat dalam rantai tersebut. Namun, mayoritas fisikawan kini akan sependapat tentang apa yang harus dilakukan (secara prinsip) jika efek-efek quantum ternyata relevan selama beberapa atau semua langkah penengah (dibanding [32]): mereka harus mengkalkulasi evolusi rentetan ekuivalen status-status quantum terjerat, mempertimbangkan dekoherensi oleh lingkungan di mana diperlukan. Berarti tak ada kebutuhan akan variabel klasik tulen di manapun, sebab status (quantum) sel syaraf terdekoherensi milik Tegmark membentuk “basis penunjuk” pantas untuk penerapan probabilitas quantum. Probabilitas ini tak harus mencirikan proses dinamis stokastik (kekolapsan fungsi gelombang), tapi melukiskan pembelahan (status) pikiran yang dapat diobjektivisasi jika persamaan Schrödinger-nya tepat. Dalam teori quantum Bohm, di sisi lain, status pikiran bertalian dengan trayektori klasik “sureal” yang dipandu oleh—dan karenanya insyaf akan—satu cabang fungsi gelombang saja [14].

Maka dari itu, saya rasa kini gambaran mekanika quantum Heisenberg-Bohr dapat dianggap mati. Konsep klasik, relasi ketidakpastian, komplementaritas, amatan, logika quantum statistika quantum, ataupun lompatan quantum tidak harus diperkenalkan di level fundamental (lihat juga Bagian 4.6 dari [28]). Dalam sebuah eksperimen mutakhir [33], eksperimen interferensi dilakukan dengan molekul mesoskopis, dan diusulkan dengan virus kecil. Mungkin sudah matang waktunya untuk mengupas konsekuensi eksperimen Gedanken (pikiran) dengan objek-objek yang memuat suatu bentuk primitif “kesadaran inti” [34]—termasuk keinsyafan elementer akan lintasan mereka sepanjang celah. Bagaimana bisa “banyak pikiran” dihindari jika koherensi mereka dapat dipulihkan?

Saya ucapkan terima kasih kepada Erich Joos atas berbagai komentar yang bermanfaat.

Catatan Kaki
(a) Bagian pertama artikel ini merupakan makalah versi revisi berjudul sama yang diedarkan secara tak resmi di tahun 1981 melalui Epistemological Letters of the Ferdinand-Gonseth Association di Biel (Swiss) sebagai Surat No. 63.0. (Oleh karenanya, istilah “baru” atau “mutakhir” dalam bagian ini merujuk pada tahun tersebut). Dalam Kesimpulannya, makalah ini memperkenalkan istilah “interpretasi multi-kesadaran” untuk sebuah varian interpretasi Everett yang ditemukan ulang (kurang-lebih terpisah) beberapa kali sejak waktu itu, dan kemudian dikenal sebagai “interpretasi banyak pikiran” teori quantum.

(b) Everett [11] mengusulkan fungsi gelombang “mencabang” untuk mendiskusikan kosmologi dalam perspektif mekanika quantum yang ketat (tanpa pengamat eksternal atau kekolapsan). Lantas saya tergiring kepada kesimpulan serupa sebagai konsekuensi dari keterjeratan quantum tak terhindari [2]—awalnya tak tahu-menahu soal penelitian Everett ataupun Bell.

(c) Kita senantiasa dapat memperkenalkan variabel tambahan (sama sekali sembarang dan tak dapat diamati) sebagai tautan hipotetis antara fungsi gelombang dan kesadaran. Berdasarkan dinamika (hipotetis) mereka, syarat probabilitas quantum bisa dipostulatkan melalui kondisi awal yang pantas. Contohnya adalah variabel klasik dalam teori gelombang pilot/pandu (pilot wave theory) milik Bohm [14].

(d) Kekolapsan juga dapat dimaklumi dalam teori Bohm, di mana memori dan pikiran objektif masih dideskripsikan oleh status-status quantum sel syaraf, ketimbang oleh konfigurasi klasik yang menurut Bell [14] harus mendeskripsikan status-status fisikal yang ekuivalen dengan kesadaran.

(e) Rupanya ada semacam ketertukaran antara pernyataan logis (yakni tautologi), yang tak punya hubungan implisit dengan konsep waktu, dan prosedur algoritmis, yang dilakukan dalam [dimensi] waktu untuk membuktikan pernyataan bersangkutan. (Pernyataan formal yang tak dapat diputuskan tidaklah berarti apa-apa, dan karenanya tak bisa diterapkan.) Kekolapsan dinamis fungsi gelombang tidak boleh dianggap melambangkan “logika quantum” (atau “logika waktu”). Kesalahpahaman ini seolah mengingatkan kita pada ketertukaran populer antara sebab (cause) dan alasan (reason).

Referensi
[1] J. von Neumann, Mathematische Grundlagen der Quantentheorie (Berlin, 1932).
[2] H.D. Zeh, Found. Phys. 1, 69 (1970).
[3] J.S. Bell, Physics 1, 195 (1964).
[4] Scient. Amer. 242, no. 5 dan 8 (1980).
[5] H.D. Zeh, Found. Phys. 9, 803 (1979).
[6] Lihat, misalnya, J.M. Davidson dan R.J. Davidson (editor) The Psychobiology of Consciousness (Plenum, New York, 1980).
[7] K. Pribram, in Ref. [6], p. 61.
[8] H. Vaihinger, Die Philosophie des Als Ob (Berlin, 1911).
[9] Surat-surat W. Pauli kepada M. Born dalam: M. Born, Briefwechsel zwischen A. Einstein und M. Born (Nymphenburger, M¨unchen, 1969).
[10] H.D. Zeh, Epist. Lett. no. 49.0 (1980).
[11] H. Everett, Rev. Mod. Phys. 29, 454 (1957).
[12] Ph. Pearle, Phys. Rev. D13, 857 (1976).
[13] E. Wigner, in: L.J. Good (editor), The Scientist Speculates (Heinemann, London, 1962).
[14] D. Bohm, Phys. Rev. 85, 166 (1952); J.S. Bell, Epist. Lett. no. 37.0
(1978) — juga dipublikasikan dalam: C. Isham, R. Penrose, dan D. Sciama (editor), Quantum Gravity 2 (Clarendon Press, Oxford 1981); H.D. Zeh, Found. Phys. Lett. 12, 197 (1999).
[15] H.D. Zeh, dalam: B. d’Espagnat (editor), Foundations of Quantum Mechanics, Enrico Fermi School of Physics IL, (Academic, New York 1972).
[16] H.D. Zeh, Found. Phys. 3, 109 (1973).
[17] D. Giulini, E. Joos, C. Kiefer, J. Kupsch, I.-O. Stamatescu, dan H.D. Zeh, Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory (Springer, Berlin, 1996).
[18] D. Albert dan B. Loewer, Synthese 77, 195 (1988).
[19] M. Lockwood, Mind, Brain and the Quantum: The Compound ‘I’ (Basil Blackwell, Oxford, 1989); Brit. J. Phil. Sci. 47, 159 (1996).
[20] M.J. Donald, Found. Phys. 22, 1111 (1992); 25, 529 (1995).
[21] H. Stapp, in: P. Lahti dan P. Mittelstaedt (edts.), Symposium on the Foundation of Modern Physics (World Scientific, Singapore, 1991); Mind, Matter, and Quantum Mechanics (Springer, Berlin, 1993).
[22] D.J. Chalmers, The Conscious Mind (Oxford UP, New York, 1996); lihat juga L. Vaidman, e-cetak quant-ph/0001057.
[23] A. Whitaker, dalam: Ph. Blanchard, D. Giulini, E. Joos, C. Kiefer, I.O. Stamatescu (editor), Decoherence: Theoretical, Experimental, and Conceptual Problems (Springer, Berlin, 2000).
[24] E. Squires, Eur. J. Phys. 8, 171 (1987); Conscious Mind in the Physical World (Hilger, Bristol, 1990).
[25] D.N. Page, e-cetak quant-ph/9506010.
[26] M. Tegmark, Phys. Rev. E61, 4194 (2000).
[27] M. Beller, Quantum Dialogue (University of Chicago Press, Chicago, 1999).
[28] H.D. Zeh, The Physical Basis of the Direction of Time, edisi ke-3 (Springer, Berlin, 1999) — lihat juga http://www.time-direction.de.
[29] F. London dan E. Bauer, La th´eorie d’observation en M´echanic Quantique (Hermann, Paris, 1939).
[30] R. Penrose, Shadows of the Mind (OUP, Oxford, 1994).
[31] W. Heisenberg, Der Teil und das Ganze (Piper, M¨unchen, 1971).
[32] G.C. Ghirardi, Phys. Lett. A262, 1 (1999).
[33] M. Arndt dkk., Nature 401, 680 (1999).
[34] A.R. Damasio, The Feeling of What Happens (Harcourt Brace, New York, 1999).

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s