Нестареющий парадокс психофизических явлений: инженерный подход. Джан Р.Г.
Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике,
1982, т.70, № 3, стр.63-104.
Несмотря на то что многообразие так называемых психофизических феноменов привлекало внимание людей на протяжении всей истории человечества, организованные научные изыскания, ставящие себе целью уяснение природы этих явлений, насчитывают не более столетия, систематические же академические исследования начались лишь около пятидесяти лет назад. За последние годы в солидных лабораториях самого разного профиля удалось собрать обширные материалы, говорящие в пользу того, что сознание человека может иногда получать информацию, не доступную ни для одного из известных нам физических приборов (явление экстрасенсорного восприятия - ЭСВ), а также воздействовать на поведение физических систем и протекание физических процессов (явление психокинеза - ПК). Однако даже самые точные и тонкие из таких исследований ставят нас перед общей дилеммой: с одной стороны, экспериментальные результаты редко воспроизводимы в строго научном смысле, а с другой - появление «аномалий» далеко от чистой случайности, причем множество одних и тех же особенностей пронизывает широкий круг явлений. Попытки построения теоретических моделей пока мало способствовали истолкованию экспериментальных результатов, в то же время ряд исследователей на их основе пытается пересмотреть роль сознании в отношении объяснения физической реальности. Дальнейшее тщательное исследование этой обширной области представляется оправданным, но только при условии постановки продуманных и технически безупречных экспериментов, которые позволяли бы накапливать большие базы данных, при постоянном внимании к сопутствующим эстетическим факторам и при более конструктивном учете критического мнения специалистов.
Пролог.
Мир психофизических явлений можно уподобить обширному окутанному туманом болоту, в котором, согласно некоторым сообщениям, обитает целый сонм непонятных феноменологических существ, выходящих за рамки привычных нам чувственных и логических представлений. Часть ученых, отправившихся на исследование этой туманной области, по возвращении категорически заявили: то, что кажется жизнью в болоте, сплошная иллюзия, это просто-напросто затонувшие коряги и кружащиеся в глубине тени, которые у слишком доверчивых вызывают ложные восприятия, а слишком ярых поклонников толкают на путь домыслов и искажений. Но есть и такие, кто с не меньшей убежденностью описывает до мельчайших подробностей наблюдавшуюся ими породу необычных существ потрясающей силы и размеров. Утверждают, что некоторые из них внезапно выпрыгивают из мутных глубин и, сверкнув на мгновенье под солнцем человеческого опыта, вновь исчезают, не дав возможности провести сколько-нибудь систематических измерений их характеристик. Другие существа якобы удается заставить вести себя более регулярным и управляемым образом, однако под силу это лишь особо одаренным или специально подготовленным лицам. Немало недостоверных, а подчас и просто лживых сообщений о подобных явлениях распространяется теми, кто пытается использовать их в своих целях, и это, естественно, резко подрывает доверие ко всем другим свидетельствам. Пока что тщательный просмотр улова, который после долгих попыток удалось выудить из этого омута, позволил отобрать буквально считанные единицы достоверных случаев, да и те оказались настолько непонятными и хрупкими, что при суровых критериях достоверности, которые к ним предъявляются, их никак нельзя считать до конца убедительными. И все же поставленная цель не теряет своей притягательности, исследования продолжаются.
Получена 15 июля 1981 г.; в исправленном виде - 26 октября 1981 г.
Proceedings of the IEEE, 1982, vol.70, № 2, p.136-170. Перевод под редакцией Б.В. Бирюкова.
Как и предыдущая публикация на аналогичную тему (ТИИЭР, 1976, т.64, № 3), данная статья представляется по целому ряду пунктов спорной. Вместе с тем приводимое в статье описание приборов, методов и результатов экспериментов может представить определенный интерес для специалистов по биоинформации - Ред. перев.
Manuscript received July 15, 1981; revised October 26, 1981. This work was supported in part by the McDonnell Foundation, Inc, and by the John E. Fetzer Foundation. Inc., The Explorers Club, the Institute of Noetic Sciences, and the Little River Foundation.
The author is Dean of the School of Engineering/Applled Science, Princeton University, Princeton, NJ 08544.
ВВЕДЕНИЕ.
Столь неожиданной аллегорией я осмеливаюсь начать самое необычное из сочинений, за которые брался в своей жизни: по просьбе редакции журнала я решил написать критический обзор нынешнего состояния и дать прогноз на будущее для научных исследований в области так называемых психофизических (psychic) явлений. Делаю я это не без некоторого волнения, во-первых, потому что данная тема далека от основного направления моих исследований, и я лишь на короткий срок коснулся очень узкого круга соответствующих проблем, а во-вторых, потому что любые комментарии по этому предмету обычно вызывают слишком сильную реакцию в самых разных кругах.
В силу сказанного целесообразно будет определить вначале мой общий взгляд на данную область и ту цель, которой эта статья, как я надеюсь, послужит. По образованию я инженер и физик-прикладник; основная часть моих исследований посвящена ряду вопросов, касающихся такой широкой научной сферы, как авиация и космонавтика. Это механика жидкостей и ионизованных газов, динамика плазмы и электрических двигателей. Занимая в настоящее время пост декана факультета инженерно-прикладных наук Принстонского университета, я имею возможность участвовать в определении еще более широкого круга тем, которые предлагаются студентам в качестве дипломных работ. Около четырех лет назад одна из наших лучших студенток обратилась ко мне с просьбой взять на себя руководство ее работой по изучению психофизических феноменов. В частности, она предложила использовать ее способности, а также подготовку инженера-электроника и специалиста по математическому программированию для выполнения ряда простейших экспериментов по управляемому психокинезу. Хотя до того у меня в данном вопросе ни в профессиональном, ни в личном плане не было никакого опыта, по ряду педагогических причин я дал согласие, и мы набросали план работы, включавший поиск источников, посещение соответствующих лабораторий, встречи со специалистами и, наконец, разработку, подготовку и проведение простейших опытов. Первоначально моя роль сводилась лишь к курированию работы, но постепенно я все больше и больше втягивался в нее, все больше заинтересовывался ею, и к тому времени, когда студентка защитила диплом, я пришел к убеждению, что рассматриваемая область достойна изучения со стороны высококвалифицированного специалиста по техническим наукам и что я с удовольствием продолжил бы занятие ею.
Собрав небольшой коллектив и добыв из ряда частных источников финансовую поддержку, я начал осуществление скромной экспериментальной программы по некоторым аспектам данной исследовательской области, которые в конечном счете могли бы найти какое-то применение в технике. Хочу сразу подчеркнуть, что мое участие в этой программе остается довольно незначительным по сравнению с объемом выполняемых мною других обязанностей и что сама работа носит весьма предварительный, поисковый характер. Тем не менее она создает информационную основу, позволяющую мне сделать ряд общих замечаний об области в целом.
Назначение данной статьи - дать читателю систематизированные представления о современном состоянии этого вопроса, трудного и в концептуальном плане, и в плане технического обеспечения. Наверняка, не найдется другой сферы научных изысканий, которая приносила бы столько разочарований, столько использовалась бы в недобросовестных целях и подвергалась бы столь превратному толкованию, как область психофизических исследований. Оперируя одновременно и с импрессионистско-эстетическими, и с аналитическими доказательствами, неизбежно окрашиваясь духовным и субъективным подтекстом, она непрерывно проституируется шарлатанами, психически ненормальными людьми, любителями сенсаций, категорически отвергается большинством научной общественности и превратно истолковывается широкой публикой. Но при всех осложнениях, которые вызываются этими обстоятельствами, строгие исследования, направленные на уяснение и практическое применение предполагаемых феноменов, достигли к настоящему времени такой стадии, когда появилась возможность попытаться беспристрастно оценить достигнутое. Настоящий обзор призван дать ответ на следующие вопросы: если отбросить в этой проблеме весь балласт несостоятельных подходов, равно как и безосновательной критики, даст ли остаток достаточно оснований для продолжении исследований, и если да, то как эти исследования эффективней всего организовать, проводить и оценивать?
Прежде чем непосредственно заняться ответом на эти вопросы, наверное, имеет смысл кратко осветить историю рассматриваемой области, ее современную терминологию и понятийную структуру и объем проводимых сейчас изысканий. За этим последует ее общая характеристика и критическая оценка новейших исследований; далее будет подробно описано несколько конкретных экспериментов, относящихся главным образом к нашим собственным работам. В заключение мы постараемся рассмотреть некоторые теоретические подходы к построению модели психофизических процессов и в краткой форме осмыслить потенциальное значение и возможные приложения рассматриваемых феноменов. При этом мы не собираемся пропагандировать изучаемый предмет. Наша позиция направлена на защиту только одного - объективной оценки имеющихся фактов.
ИСТОРИЯ ВОПРОСА.
Человечество издавна [1-7] проявляло интерес к психофизическим явлениям. Как бы далеко в прошлое ни бросить взор, мы увидим, что смертные всегда задумывались над сверхъестественным в той или иной его форме. Об этом свидетельствуют наскальные изображения в Ласко и Альтамире, датируемые примерно 20 000 г. до н.э. Манипуляциями над психофизическими феноменами были пронизаны религиозные ритуалы ранних обществ как восточного, так и западного мира. Большое внимание этим явлениям уделялось в классических цивилизациях Египта, Греции и Рима. Начиная с ранней эллинской эпохи и вплоть до времен Александра Великого важную политическую роль играл Дельфийский оракул, с которым советовались по столь разным вопросам, как борьба с эпидемиями, политическое устройство греческих городов-государств, выбор места для новых колоний. Даже Аристотель, один из самых эмпирических философов-классиков, искал причинные зависимости в «пророческих» снах.
По существу Любая форма организованной религии насквозь пронизана различными феноменами психофизического толка. Так, в Библии, как и во многих других основополагающих теологических текстах, «психофизические явления» выступают в качестве главного, и притом настолько само собой разумеющегося элемента, что создается впечатление, будто люди тех времен воспринимали подобные явления как нечто вполне обычное. По существу Библия представляет собой прекрасный каталог психофизических феноменов, практически каждый из которых так или иначе проиллюстрирован.
В трудах христианских писателей и философов от времен Августина до эпохи Реформации приводится множество примеров психофизических феноменов, которые, как правило, приписывают либо божественному провидению, либо действию демонических сил. Светские средневековые сочинения также изобилуют ссылками на сверхъестественные и мистические явления, и даже в эпоху Возрождении еще трудно отделить психофизические аллюзии от религиозной догмы, хотя и то и другое к тому времени уже нашло сравнительно четкое отражение и искусстве и литературе. В начале XVI в. знаменитый швейцарский врач и философ Парацельс подробно описал психофизические способности и связанные с ними потенциальные возможности. Он писал:
Разум человека представляет собой микрокосм — часть и выражение всеобщего разума... человек может сообщать свои мысли другому человеку, которому он симпатизирует, на любом расстоянии либо воздействовать на душу другого человека таким образом, чтобы влиять на его поступки... [8].
Быть может, первые значительные соображения на данную тему были высказаны на рубеже XVI-XVII вв. сэром Фрэнсисом Бэконом, которого принято считать создателем научного метода. В трактате «Успехи и развитие знания божественного и человеческого» он утверждал, что «суеверия и тому подобное» не должно исключать из сферы научного изучения, а в своей посмертно вышедшей книге предлагал провести тщательное изучение телепатических снов, случаев излечения путем психического воздействия, а также влияния «воображения» на результаты бросания игральных костей [9]. Несколько лет спустя группа британских мыслителей, среди которых были Генри Мор и Джозеф Глэнвиль, начала проводить регулярные заседания с обсуждением паранормальных феноменов, а в 1681 г. Глэнвиль в своей книге Saducismus Triumphatus [10] опубликовал их содержание.
Тем временем как в светских, так и в церковных кругах стала спадать истерия, бушевавшая в течение почти четырех веков вокруг колдовства и ведовства, выразившаяся в цепи судебных разбирательств, пыток и казней, и в середине XVIII в. римско-католическая церковь поручила Просперо Ламбертини, который впоследствии стал папой Бенедиктом XIV, провести научное расследование сообщений о психических феноменах. Его выводы, опубликованные в De Canonizatione [11], неожиданно оказались далеко не ортодоксальными: он заявил, что 1) психические переживания не обязательно представляют собой проявления богоданного чуда, они могут быть испытываемы «глупцами, идиотами, меланхоликами и зверьем»; 2) эти видения не имеют прямого отношения ни к святым, ни к дьявольским существам; 3) прорицания чаще делаются во сне, чем наяву; 4) прорицателю трудно отделить собственные мысли от внечувственных сообщений; 5) предсказания часто принимают символическую форму. В своих выводах Ламбертини в какой-то степени предвосхитил современные представления по данным вопросам.
Сделанное приблизительно в то же самое время Антоном Месмером открытие гипноза породило новое направление рассмотрения и изучения бессознательных психических процессов, существующих и по сей день. Быстрое распространение получили сообщения о загипнотизированных субъектах, выполняющих в состоянии гипноза задания по телепатии и ясновидению [12, 13]. Хотя многие из этих свидетельств в настоящее время нельзя принимать в расчет из-за некорректной постановки эксперимента, интерес собственно к гипнозу и вообще к различным аномальным состояниям сознания сохраняется и поныне, отражаясь в ряде экспериментов.
В середине того же XVIII в. возникло «спиритуалистическое» движение, которое, вероятно под влиянием работ Эмануэля Сведенборга [14, 15], сосредоточилось на внечувственных (ЭСВ) контактах с усопшими. Распространившись в США, а также в Англии с начала XIX в., оно приняло форму организованной религии. Показательным выражением широты этого 'увлечения могут служить сообщения о том, что в начале 1860-х годов сеансы этого рода проводила в Белом доме Мэри Тод Линкольн [16]. Утонченность аргументации в данном вопросе достигла своего апогея в классической двухтомной работе Ф.У.Г. Майерса «Человеческая личность и продолжение жизни после смерти тела» [17]. Однако в конце концов окру-, жавший это направление фанатизм и его мошенническое использование привели к отрицательному отношению к нему со стороны научной общественности, сохраняющееся и по сей день.
Несмотря на многотысячелетнюю давность интереса человека к паранормальным состояниям, планомерные, организованные научные усилия по установлению факта существования и объяснению психофизических феноменов начались лишь столетие назад в результате создания в Лондоне в 1882 г. «Общества психических исследований». В трудах этого общества впервые стали публиковаться сообщения о контролируемых экспериментах но телепатии и ясновидению [13, 18, 19]. Три года спустя в США, в Бостоне, несколько видных ученых и философов основали аналогичное «Американское общество психических исследований» (АОПС). Вследствие финансовых затруднений оно вскоре слилось с британской группой, однако в 1905 г. отделилось от нее, образовав собственную организацию со своим журналом. В этом виде оно продолжает существовать по настоящий день [20].
Несмотря на резкую критику со стороны научной и культурной общественности, Общество психических исследований (ОПИ) сумело привлечь к участию в своей работе известных ученых - специалистов из общепризнанных областей знания. В числе президентов общества были три нобелевских лауреата, десять членов Королевского общества, один премьер-министр, а также многие физики и философы, в том числе Генри Седжвик, Фредерик У. Г. Майерс, Рэлей (лорд Рейли), сэр Дж. Дж. Томсон, Вильям Макдугал, Эдмунд Гёрни, сэр Вильям Крукс, сэр Вильям Баррет, Анри Бергсон, герцог Бальфурский Артур, Гарднер Мерфи, Г. Н. М. Тайрел, Шарль Рише, Джильберт Мерфи, а также психолог и философ из Гарварда Вильям Джемс, внесший в свое время значительный вклад в развитие критического анализа данного направления. Будучи одним из основателей Американского общества психических исследований (АОПС), Джемс обстоятельно и красноречиво выступал в защиту планомерного объективного изучения психофизических феноменов [21-25]. Он писал:
Каждый, кто обладает здравым чувством восприятия фактов, не притуленным систематическим воздействием сектантства «науки», должен, как мне кажется, почувствовать, что экзальтированная чувствительность и память, видения, соответствующие действительности, дома, посещаемые призраками, состояния транса, сопровождающиеся сверхнормальными способностями, и даже эксперименты по передаче мыслей суть естественные разновидности (явлений), которые точно так же, как и другие естественные события, должны стать предметом пытливой научной мысли [25].
В начале XX в. появились условия для нового подхода к психофизическим феноменам, что было связано с возникновением психологии как научной дисциплины, а также - что особенно важно - с получением первых результатов в клинических психологических исследованиях и в психоаналитической терапии. Основоположник этого направления Зигмунд Фрейд был членом ОПС и печатался, хотя и неохотно, в трудах этого общества [26, 27]. Признание им роли подсознательного и сновидений и их изучение побудило Майерса выдвинуть одно из возможных объяснений различных психофизических проявлений - объяснений, и сейчас не потерявших своего теоретического значения [17]. К концу жизни интерес Фрейда к парапсихологии возрос, и, как рассказывают, он в частных беседах говорил, что, если бы ему пришлось заново начать свой творческий путь, он занялся бы этой областью.
Бывший протеже Фрейда Карл Юнг, диссертация которого на соискание степени доктора философии была посвящена психологии «оккультных» феноменов, продолжил изучение сферы подсознательного, стремясь проникнуть в глубины паранормальных переживаний. Он много публиковался по таким вопросам, как телепатия, медиумические явления, наложение во времени, коллективное подсознательное, а также разрабатывал теоретические модели психофизических процессов [28-30]. В книге «Память, сновидения, рефлексии» он утверждал:
...связь между врачом и пациентом, особенно когда имеет место явление «передачи» со стороны последнего или же более или менее бессознательная идентификация врача с пациентом, может привести к парапсихологическим феноменам. Я часто сталкивался с этим [30].
Сотрудничество Юнга с известным физиком Вольфгангом Паули в разработке проблемы «наложения во времени» оказало очевидное влияние на последующее научное развитие того и другого, а также на фундаментальные научные концепции в избранных этими исследователями областях науки [31]. И хотя многие представители общепринятой психологической науки с тех пор успели отвергнуть парапсихологию в качестве полноправной научной дисциплины, у отдельных клиницистов-практиков сохраняется определенный интерес к ней, вызываемый, по всей вероятности, обнаружением явлений сопутствования и сходства явных психофизических переживаний. с некоторыми психическими процессами [32, 33].
В начале нашего века стали также проводиться первые организованные исследования психофизических феноменов в научных учреждениях. В числе особенно заметных из них были работы, проводившиеся в Станфордском университете. Они оказались возможными благодаря брату основателя университета Томасу У. Станфорду, который материально поддерживал эти работы и завещал средства на их продолжение. И по сей день университет выделяет одну стипендию на работу по теме «психофизические исследования»; здесь хранится коллекция так называемых «даров», которые свидетельствуют о постоянной личной заинтересованности Т. Станфорда в прогрессе данной области. Сравнительно небольшие исследования в первые десятилетии XX столетия проводились также в Гарварде и некоторых европейских университетах, о чем свидетельствуют эпизодические публикации в ряде солидных журналов.
Однако настоящие научно-исследовательские работы в данной области на университетской базе зародились в Дьюкском университете, В конце 20-х годов преемник Джемса по Гарварду Уильям Макдугал, заняв кафедру психологии, поручил Дж. Б. Райну и Луизе Райн «изучить, в какой мере область, известная под названием «психофизические исследования», может претендовать на научную значимость». Предварительные опыты Райнов по изучению пост-существования постепенно привели к созданию ими лаборатории, в которой стало проводиться изучение в управляемых условиях явлений, сначала получивших у Райков название "экстрасенсорное восприятие". Именно здесь выработались многие из фундаментальных понятий и методов, которые используются в современных исследованиях психофизики, а также были собраны первые обширные систематизированные данные, базирующиеся на разного рода психофизических экспериментах. Научная и личная биография супругов Райнов и их лаборатории - сама по себе увлекательная эпопея, однако она слишком да лека от нашей темы [34-37]. Некоторое представление о захватывающих моментах и неизбежных разочарованиях, ждущих исследователя в этой области, а также о примере человеческого оптимизма могут дать выдержки из обращения Дж. Б. Раина к Американской психологической ассоциации (1967), в котором он пытался подвести итог первых двух десятилетий своих интенсивных исследований:
В изучаемых нами явлениях стали обнаруживаться закономерные связи и даже некоторая степень единства. Главные положения, первоначально основывавшиеся на спонтанных переживаниях людей, одно за другим были подвергнуты лабораторной проверке и подтверждены в эксперименте... За этот период была внесена ясность в некоторые общие характеристики «пси»-процессов. Самым показательным здесь является установление факта отсутствия сознательного управления любой из «пси»-способностей, чем объясняется их неуловимость. Сказанное явилось новым методическим моментом даже для психологии... Кроме того, мы с удивлением обнаружили, что «пси»-способности широко распространены; не исключено даже, что они присущи всем людям, а не являются проявлением индивидуальной одаренности, как это было принято думать раньше. Важным достижением было и установление того факта, что «пси»-феномены не связаны ни с болезнью, ни с патологией личности... К 1951 г…появились все признаки новой уверенной науки [38].
В 1937 г. Райны начали издавать Journal of Parapsychology, который и по сей день остается ведущим журналом в этой области. В 1957 г. была основана профессиональная организация, названная ее создателями «Парапсихологической ассоциацией»; в 1969 г. она вошла на правах отделения в Американскую ассоциацию содействия развитию науки.
В настоящее время на английском языке выходит восемь журналов, специально посвященных рассматриваемой области [391; к этому надо добавить многочисленные менее солидные журналы и бесчисленное множество книг различного качества и содержания. Сообщения об исследованиях по рассматриваемой нами проблематике публикует около 20 университетов и колледжей в США и по меньшей мере столько же организаций в Западной Европе [40], хотя в большинстве своем объем этих работ весьма невелик. Имеется лишь несколько программ университетских исследований. Тем не менее следует сказать, что за последние четыре десятилетия в солидных университетах было защищено несколько магистерских (М.А.) и докторских (Ph.D.) диссертаций. Отчеты и печатные работы в этой области выпускаются также от имени примерно десятка научно-исследовательских организаций и частных фирм США [43]. Вопрос о масштабах и направлениях исследований по данной проблематике в странах Восточной Европы и Азии [43-54] составляет предмет особого рассмотрения, в котором и не считаю себя компетентным.
Приводимый в последующих разделах статьи обзор современных разработок в настоящее время соответствует ее концептуальной структуре и современной терминологии. Заключая этот исторический очерк, можно высказать одно простое соображение: характер развития данной области во многом напоминает состояние естественных наук на самой начальной стадии или, пожалуй, даже инкубационный период классической психологии, когда в ней отсутствовали элементарные воспроизводимые эксперименты и плодотворные теоретические модели, когда был низким уровень финансовой поддержки и координации исследований и когда она не пользовалась признанием научного мира и широкой общественности. И точно так же само существование и первые шаги в области психофизических исследований в значительной мере связаны с усилиями небольшого числа ученых, способных благодаря своей убежденности, личным качествам и мужеству выдержать неприятие их «ортодоксальными» кругами.
ТЕРМИНОЛОГИЯ И КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ СТРУКТУРА.
Прежде чем обратиться к характеристике современных исследований, полезно уточнить некоторые понятия и очертить контуры интересующей нас области, сделав это в строгом соответствии с нынешним ограниченным пониманием рассматриваемых феноменов. Во-первых, следует согласиться с тем, что общее определение «психофизических явлений», часто называемых «пси- (или «-)феноменами», охватывает все информационные и энергетические процессы, участие в которых бодрствующего сознания таково, что в настоящее время его нельзя объяснить на основе имеющихся научных данных. В соответствии с этим условимся, что в отличие от разного рода догматических, ритуальных, теологических подходов мы под «психофизическими исследованиями» будем подразумевать любые изыскания в области упомянутых процессов, если в этих изысканиях применяются научные методы. Исходя из таких определений, рассматриваемую область грубо можно разделить на две главные категории: экстрасенсорное восприятие (ЭСВ) и психокинез (ПК).
ЭСВ в широком смысле означает получение информации от источников, не доступных для обычной перцепции. Эта категория охватывает такие направления, как телепатия, означающая улавливание мыслей других людей; ясновидение, под которым подразумевается восприятие удаленных физических объектов или событий в данный момент времени; прекогницию и ретрокогницию, означающих перцепцию будущих событий и событий, имевших место в прошлом, но не доступных для обычных воспоминаний; и, наконец, ЭСВ у животных, которое охватывает множество на первый взгляд необъяснимых способностей, таких как умение возвращаться к своему жилью, к месту нереста, способность коллективного поведения и общения друг с другом и т.д.
ПК (иногда называемый телекинезом и психоэнергетикой) состоит в явном воздействии сознания на ту или иную физическую или биологическую систему. Соответствующее взаимодействие может быть преднамеренным или случайным, амплитуда передаваемой энергии может измениться от микровозмущений на уровне атомных процессов до уровня макроизменений объектов и их левитации, поднимаясь до таких весьма сильных эффектов, как «польтергайсты». Примером ПК в отношении биологических систем могут служить психофизическое исцеление и взаимодействие человека с растениями.
Следует отметить, что разделение рассматриваемой области на две главные подобласти - ЭСВ и ПК - соответствует двум основным направлениям современной науки и техники, одно из которых связано с получением, переработкой, передачей, хранением и использованием информации, а другое с аналогичными процессами, относящимися к энергии. Можно выделить и другие сферы психофизических исследований, которые не попадают ни в одну из двух названных категорий, однако мы их рассматривать не станем. В качестве примера здесь можно назвать изучение пациентов, перенесших клиническую смерть, целый ряд «внетелесных ощущений» (астропроекция, аутоскопия, билокация и т.п.). В краткой форме все эти виды психофизических явлений можно свести к следующим категориям: 1) экстрасенсорное восприятие (ЭСВ): телепатия, ясновидение, прекогниция/ретрокогниция, ЭСВ у животных; 2) психокинез (ПК): а) в физических системах, b) в биологических системах; 3) постсуществование, реинкарнация, феномен призраков, медиумические явления; 4) внетелесные ощущения.
Очевидно, что данная классификация не является единственно возможной, а ее рубрики не исключают друг друга, и элементы одной категории часто появляются в контексте другой. Таково, например, прекогнитивное ясновидение, телепатическая терапия и т.п. Иногда квалификация феноменов оказывается неоднозначной. Например, бывают эффекты, которые можно рассматривать и как следствие ПК и как результат прекогниции. Тем не менее эта классификация может оказаться полезной с точки зрения упорядочения последующего фактического материала.
СОСТОЯНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
По своему характеру и традициям современные психофизические исследования довольно неоднородны и слабо систематизированы. Поэтому любые попытки упорядочения работ по признаку исследовательской организации или по признаку определенных направлений исследования мало результативны и преждевременны. Более целесообразным представляется анализ характера отношений к данной области со стороны представителей сложившихся научных дисциплин, при котором внимание было бы устремлено на изменение в акцентах, методах, способах представления результатов и их интерпретаций без каких-либо попыток оценки степени значимости и полноты работ, рассматриваемых лишь в качестве иллюстрации. Но и при таком подходе мы не будем пытаться излагать результаты конкретных исследований и выводов из них, поскольку, будучи вырванными из контекста экспериментальных условий и методов, они могут оказаться непонятными и будут только вводить в заблуждение. В последующих разделах мы постараемся подробно описать ряд характерных экспериментов, в том числе особенности полученных в них результатов и выводов.
Несомненно, наиболее устойчивое и пристальное внимание к данной области уделяют те ученые, которые имеют профессиональную подготовку в классической психологии» в том числе в области спорной дисциплины, именуемой «парапсихология». Для этой группы характерен такой подход к исследованиям в рассматриваемой области, при котором в них используются традиционная психологическая терминология и методы, а результаты интерпретируются в контексте опыта, накопленного в клинической, когнитивной и поведенческой психологии. Естественным следствием этого подхода является сосредоточение усилий главным образом на решении психофизических задач, относящихся к категории ЭСВ, хотя в последнее время некоторые публикации на эту тему пестрят сообщениями и о ПК.
Пожалуй, наиболее обширный класс парапсихологических исследований связан с попытками установления корреляции между психофизической активностью и индивидуальными особенностями человека. Возраст, пол, творческие возможности, открытость характера, искренность, доброжелательность, сосредоточенность на внешних предметах, мотивация, интеллект - все эти особенности испытуемых детально рассматривались с точки зрения способностей к ЭСВ. По данным ряда лабораторий, здесь существуют заметные корреляции, особенно между априорным положительным отношением к заданиям, с одной стороны, и общительностью и увлеченностью - с другой. В других исследованиях предпринимались попытки выявления связи между психофизической активностью и способностью вспоминать сновидения, между стратегиями усвоения и реагирования, памятью и обратной связью [55-61].
С целью стимулирования психофизического процесса в ряде парапсихологических исследований применяется более сильнодействующая методика, основанная на привлечении измененных состояний сознания. Сюда относятся различные естественные и традиционные приемы - погружение в сон, медитация, нарастающее расслабление и т.п. [62-67]; более «механические» процедуры частичного подавления восприятия - гипноз, сенсорная изоляция и методика «безориентирного, пустого поля» (ganzfeld) [66], а также ряд спорных опытов, связанных с использованием наркотических состояний [71]. Производились также поиски физиологических коррелятов; при этом обычная аппаратура для снятия ЭЭГ, кожно-гальванического рефлекса и плетизмограмм применялась в целях обнаружения нейродинамических, сердечно-сосудистых и мускульных реакций на психические воздействия [35, 72-75]. Затрудненность успешного воспроизведения полученных ранее положительных результатов и наблюдающаяся общая тенденция постепенного ухудшения показателей, выдаваемых данным испытуемым (эффект спада), послужили толчком к систематическому изучению роли самого экспериментатора в получении результатов, т.е. к рассмотрению возможного влияния его личной позиции, установок и характера взаимоотношений с испытуемым, равно как и всей обстановки соответствующей лаборатории [76-81].
Несмотря на свое нынешнее сопротивление более систематическому изучению психофизических феноменов, прародительница длиной области - чрезвычайно разветвленная и быстро развивающаяся психология - продолжает постоянно пополнять арсенал методов и моделей, которые могли бы найти применение для исследования рассматриваемого предмета на все более возрастающем уровне сложности. Лингвистический анализ с помощью ЭВМ, психоневрологическое изучение внимании, восприятия и формирования понятий; теория приобретения социального опыта и иные подобные подходы к человеческим взаимоотношениям; зарождающиеся сейчас теории личностных и общечеловеческих аспектов человеческого сознания - все это могло бы иметь отношение к постижению характера ультратрудного пасынка психологии. К сожалению, нехватка средств и отрицательное отношение со стороны собратьев по профессий отбивают в настоящее время охоту к этому.
Участие физиков в психофизических исследованиях, хотя и значительно меньшее по своим масштабам, характеризуется отнюдь не меньшей противоречивостью и самоотверженностью. Со времен сэра Фрэнсиса Бэкона экскурсы в данную область совершил целый ряд известных физиков, что, как правило, вызывало непонимание и служило поводом для насмешек со стороны их коллег-современников. В числе этих физиков одним из наиболее выдающихся был сэр Уильям Крукс. Первооткрыватель таллия, автор пионерских работ по физике разрядов низкого давления, Крукс вел по данному вопросу широкие профессиональные и личные баталии с научной общественностью, знакомство с историей которых весьма интересно и, пожалуй, поучительно [82]. Интенсивно изучал алхимию, в том числе ее некоторые, особенно метафизические аспекты, сэр Исаак Ньютон [83], а Рэлей (лорд Рейли) и Дж.Дж. Томсон, как уже говорилось, были активными членами ОПИ.
В последние годы физики сосредоточили свое внимание на трех направлениях рассматриваемой области. Во-первых, их интересы - в противовес парапсихологам, занимающимся прежде всего явлением ЭСВ, - в значительной степени направлены сейчас на ПК, т.е. на взаимодействие человеческого сознания с физическими системами. Во-вторых, для выявления слабых физических эффектов и установления корреляции между ними стало использоваться экспериментальное оборудование, более совершенное, чем то, которым обычно располагают психологи. В-третьих, для выработки различных моделей психофизических явлений был применен традиционный формализм теоретической физики, что породило некоторую надежду на возникновение традиционного диалога между представителями критической экспериментальной школы и теоретиками, выдвигающими гипотезы, без которых невозможно законченное истолкование и практическое применение феноменов данного рода.
Типичным примером конкретного вклада, внесенного современными физиками в рассматриваемую область, может служить создание и применение различных электронных генераторов случайных событий (ГСС) в целях выявления способностей к ПК [84-93] и установления корреляции между ними, а также применение магнитометров [94], крутильных маятников [95], лазеров [96], интерферометров [97] и электронных тензодатчиков [98, 99] для решения ряда других задач, относящихся к ПК. В целях теоретического описания психофизических процессов были выдвинуты идеи, связанные с применением квантовой механики, статистической термодинамики, теории электромагнетизма и других теорий [100-113], а также предприняты попытки установления определенной концептуальной связи между психофизическими феноменами и другими до конца не выясненными физическими процессами [114]. Однако и в данном случае, несмотря на открытое участие в этих попытках некоторых выдающихся личностей, резко отрицательное в целом отношение к рассматриваемой области препятствует согласованному систематическому ее изучению.
До настоящего времени участие инженеров в «психофизических исследованиях» было большой редкостью и касалось в значительной степени тех же направлений, в которых принимали участие физики-экспериментаторы. Помимо нашей собственной программы, которая будет более подробно описана ниже, мне известно лишь несколько инженерных лабораторий, которые более или менее серьезно занимаются отдельными аспектами данной области [115]. Пока их усилия сосредоточиваются в основном не на практическом применении изучаемых явлений в технике, а на экспериментах, характерных для прикладной физики, и на вопросах переработки информации.
Еще одну группу ученых, оказывающих влияние на характер психофизических исследований, образуют статистики и другие специалисты по прикладной математике и логике, стремящиеся к надлежащей оценке и интерпретации экспериментальных данных. В условиях отсутствия экспериментов, которые бы обнаруживали строгую причинно-обусловленную воспроизводимость, любые выводы и гипотезы относительно психофизических феноменов неизбежно базируются либо на отдельных парадоксальных случаях, либо на статистических доказательствах. Первые вообще не поддаются систематическому описанию, вторые легко разрушаются другими вариантами толкований и, следовательно, не в состоянии противостоять «импрессионистски» окрашенным предубеждениям и доводам.
На начальном этапе формирования математической статистики как самостоятельной дисциплины С.С. Уилкс, вступивший в спор относительно правильности статистических методов, применявшихся в первых психофизических исследованиях, опубликовал некоторые рекомендации касательно методики экспериментов по телепатии [116]. С тех пор со стороны критически настроенных ученых основное внимание обращается на выявление дефектов в статистических методах обработки экспериментальных результатов [117, 118], да и в ответной реакции защитников данной области несоразмерно большое внимание уделяется именно этому аспекту логики их противников. Статистическая сторона вопроса составляет существенный элемент большинства материалов справочного характера [119], ведущие журналы регулярно публикуют обширные дискуссии по отдельным проблемам, касающимся статистики [120-124]. По крайней мере в одном из таких журналов статьи, присланные для публикации, в обязательном порядке посылаются на заключение консультанту-статистику. Некоторые примеры проблем статистического характера, способных возникнуть в психофизических экспериментах, мы увидим ниже.
В развитие исследований психофизических процессов внесли и продолжают вносить свой вклад, хотя и более косвенным образом, некоторые другие дисциплины, Над данной проблемой размышлял целый ряд философов - от Аристотеля до Джемса и Бергсона, а в нашем веке до Ч. Брода [21-25, 125-129]. С различных позиций - от эстетической и логико-аналитической до догматической и строго научной - рассматривались точки пересечения данной области с антропологией, теологией и историей [130-134]. Предметом затяжной бурной дискуссии явилось применение ее приемов в теории и практике медицины; в наши дни эта дискуссия сосредоточилась на допустимости и результативности для медицины целостного подхода к организму и на психофизической терапии. Можно назвать отдельные случаи интереса к проблеме со стороны химиков, биологов, геологов, археологов. Примечательными фактами дополняют общую базу данных примеры применения психофизических приемов, хотя и менее строгих, чем большинство общепризнанных методов, в криминалистике и судебной практике. Своеобразные творческие решения рассматриваемая область продолжает стимулировать в искусстве и гуманитарных науках.
Можно было бы назвать и ряд других областей деятельности, но это увело бы нас в сторону от главной задачи статьи. Поэтому будет лучше, если мы сконцентрируем свое внимание на более подробном рассмотрении нескольких современных работ, которые могут наглядно проиллюстрировать, сколь странны явления, сколь громоздка и утомительна методика эксперимента, сколь необычны теоретические построения, которые присущи данному роду исследований. Эти примеры позволят лучше понять положение дел в данной области, чем любые попытки обобщения результатов, полученных на пока еще слабо обозначившемся фронте междисциплинарных исследований, о которых мы кратко рассказали выше. Вместе с тем здесь уместно высказать одно общее положение: ни среди авторов работ, о которых было только что вкратце упомянуто, ни среди авторов работ, которые будут более или менее подробно описаны ниже, насколько мне известно, нет ни одного авторитетного исследователя, который бы утверждал, не говоря уже о том, чтобы доказывал, что хотя бы какой-то психофизический эксперимент приближается в смысле воспроизводимости к экспериментам классической науки.
То, что предлагается ниже вниманию читателя, представляет собой разнородную совокупность наблюдений, которые в настоящее время не удастся объяснить в установившихся научных терминах, но в которых проявляются некие общие феноменологические и психологические черты и которые могли бы иметь существенное значение для создания фундаментальной физической теории и последующих практических приложений. Представленные ниже примеры изложены именно в этом духе.
ПСИХОКИНЕЗ.
Первая группа экспериментов, выбранная нами в качестве объекта более детального рассмотрения современных психофизических исследований, связана с такой широкой подобластью феноменов данного рода, как ПК. Выше мы говорили, что эта обширная категория психофизических явлений охватывает якобы имеющее место влияние человеческого сознания на поведение физических и биологических систем и процессов и включает в себя ряд достаточно произвольно связываемых друг с другом классов эффектов, характеризующихся различными уровнями энергии, формами проявления, воспроизводимостью, статистическими свойствами. Если ограничиться вопросом о взаимодействии психофизической сферы с физическими объектами и системами, то здесь более широко рекламируется класс эффектов, характеризующихся деформацией, левитацией и иными макроскопическими изменениями объекта, которые обычно производятся лицами, профессионально занимающимися подобными вещами, а также медиумами и врачами - представителями различных школ восточной медицины [135-137]. Был предпринят ряд попыток строгой научной проверки подобных проявлений активности, но их результаты, как правило, оказывались весьма сомнительными, что лишь подбросило пищу критикам и вызвало некоторое замешательство и разочарование среди самих исследователей.
Еще более странную природу имеют «польтергайсты» - тот род весьма редких и впечатляющих эффектов, которые обозначаются специальным термином «возвратный спонтанный психокинез» (ВСПК). В этих случаях якобы имеют место такие явления, как левитация, вибрация, телепортация и разрушения самых разных объектов, многообразные акустические и электромагнитные явления и различные оптические аберрации [138, 139]. В течение долгих лет эти явления наивно приписывались проявлениям мира духов или возвращению усопших в «дома с привидениями», что породило бесчисленные «фильмы ужасов» и статьи в бульварных журналах. В последнее время в этих таинственных вещах удалось навести некоторый порядок благодаря систематическому расследованию документально зарегистрированных случаев появлений «привидений», которое было предпринято А.П.Дж. Оуэном, У.Г. Роллом, Дж.Г. Прэттом и др. [138-142]. В одном из таких расследований были перепроверены 116 сообщений о случаях появления «привидений» начиная с 1612 г. Из них 92 случая, как оказалось, были связаны со специфическими свойствами индивидов, живших в соответствующем здании. Большинство из них были очень молодыми людьми, как правило страдавшими различными неврологическими или эмоциональными расстройствами, чаще всего эпилепсией. Нередко удается выявить ту травму, которая инициирует соответствующую деятельность. После нее обычно следует серия сравнительно слабых явлений, затем наступает цепь главных возмущений, сменяющаяся «послешоковым» периодом, длительность которого может достигать нескольких недель. Проведение управляемых экспериментов с такими явлениями практически невозможно из-за их редкости и непредсказуемости, а также из-за деликатного характера психологической и эмоциональной ситуации, которая имеет место в большинстве соответствующих случаев и затрудняет методические исследования. Тем не менее подобные явления производят определенное впечатление благодаря большим масштабам передаваемой при этом энергии, а также из-за их очевидной связи со специфическими типами личности и характером неврологических заболеваний.
Однако наиболее систематические и убедительные исследования ПК связаны с гораздо более слабыми уровнями физических возмущений, которые а некоторых случаях происходят на атомном уровне. Эта несколько более плодотворная область исследовалась многими специалистами, которые в основном придерживались одного из двух подходов. При первом подходе используются сравнительно несложная физическая (механическая, электрическая, оптическая, тепловая и т.п.) аппаратура, в состав которой входит элемент (или используется процесс), обладающий сверхвысокой чувствительностью к возмущениям. Предусматривается возможность обнаружения такого возмущения по сравнительно большому изменению показаний того или иного индикатора. Это дает оператору возможность видеть результаты своих действий (т.е. создает биологическую обратную связь) и одновременно служит для непрерывной регистрации данных. Примерами экспериментов этого рода могут служить опыты с использованием магнитометров, крутильных маятников, оптических интерферометров, электронных тензодатчиков, тлеющего разряда [14], чувствительных термисторов [144].
При втором подходе предпринимаются попытки обнаружении искажений нормальных статистических характеристик различных случайных физических процессов на микро- и макроуровнях. По сути дела, эти эксперименты связаны не столько с самой передачей энергии в исследуемую систему, сколько с перераспределением ее внутри системы, т.е. с информационным содержанием или энтропией этой системы. Первоначально в таких экспериментах использовались игральные кости и другой простой инвентарь, обладающий известными статистическими свойствами [37, 92, 145-148]. Однако в последние годы все чаще применяется более сложная аппаратура, примером которой могут служить электронные генераторы случайных событий, подробно описываемые ниже.
Для первых двух категорий ПК характерны весьма эффективные проявления, благодаря чему они привлекают большое внимание. Тем не менее феномены меньшего масштаба представляются более пригодными для управляемых экспериментов и теоретической интерпретации, поэтому оставшаяся часть данного раздела посвящена только им. По-видимому, анализ такого рода исследований целесообразнее всего начать с короткого ретроспективного обзора всех экспериментальных работ, выполняемых сейчас нашей лабораторией, а затем попытаться дать интерпретацию какому-то из экспериментов. Поступая таким образом, мы отнюдь не собираемся умалить другие работы, указанные в списке литературы, мы просто воспользуемся тем, с чем лучше всего знакомы.
В качестве примера низкоуровневых опытов по ПК первого типа мы расскажем об экспериментах, в которых использовались оптический интерферометр Фабри - Перо, термисторный мост Томсона и фотоупругий тензодатчик. В. эксперименте с интерферометром (фотографию и схему установки см. на рис.1) для получения интерференционных колец на экране, за которым наблюдает оператор, применен прибор Coherent Optics, модель 360-370, а в качестве источника света использована диффузная натриевая лампа (рис.2). Небольшое изменение в расстоянии между интерферометрическими пластинами приводит к радиальному смещению интерференционных колец к центру или наружу. Наблюдая за смещением колец, можно легко обнаружить смещение пластин менее чем на 0,1 длины волны. С помощью фотоумножителя, подключенного к самописцу, через отверстие в экране регистрируется яркость центрального интерференционного кольца, причем чувствительность этого устройства на порядок выше, чем при простом визуальном наблюдении. Таким образом, в ходе опыта фиксируются количественные значения выходных данных, и в то же время оператор активно следит за изменением оптической картины, стремясь улучшить получаемые результаты.
Рис.1. Фотография и схема интерферометра Фабри - Перо.
Рис.2. Интерференционные кольца.
Задача оператора состоит в том, чтобы вызвать значительное (по сравнению с нормальным контрольным дрейфом) смещение интерференционных колец в заданном направлении. Методикой предусмотрено тщательно контролируемое воздействие на режим измерительной установки и лаборатории в целом, а также чередование контрольных измерений дрейфа с активными попытками ПК с таким расчетом, чтобы все остальные условия, в том числе положение оператора и лаборатории персонала по отношению к установке, оставались совершенно одинаковыми. В предварительных опытах на данной установке наблюдались, причем с разными операторами и при различных начальных состояниях интерферометра, разнообразные малые смещения интерференционных колец. Впоследствии была разработана методика, более жестко регламентирующая порядок проведения каждой серии испытаний. В соответствии с ней вначале подбирается максимальный контраст между пятком и ближайшим интерференционным кольцом, после чего ведется наблюдение за изменениями этого пятна во время последующих контрольных измерений и опытов, в которых предполагается ПК-активность. С несколькими
операторами удалось получить обнадеживающие в смысле воспроизводимости результаты, которые представляют собой записи кривых в течение пятиминутных периодов попыток ПК и чередующихся с ними пятиминутных контрольных периодов, когда происходил обычный дрейф параметров установки. Обработка полученных кривых на ЭВM методами графического регрессионного и спектрального анализа позволила выделить в иерархии производных и фурье-спектров определенные характеристики, которые, хотя и не с полной определенностью, обнаруживают ряд повторяющихся особенностей [97]. Мы не предпринимали попыток физического объяснения этих явлений, если не считать предположения, что наблюдаемые смещения интерференционных колец могут в равной мере быть следствием слабых изменений показателя преломления воздуха в зазоре между пластиками, изменений длины волны источника света, а также результатом смещения пластин.
Эксперимент с двойным термисторным мостом представляет собой намного более чувствительный вариант опытов с многотермисторным оборудованием» в которых Шмайдлер впервые исследовал влияние ПК на подобные установки [144]. Как показано на рис.3, в схеме имеются два термистора (фирма Omega Engineering, модель UVA 3254), каждый со своим электрическим мостом и источником напряжения. Разность сигналов с термисторов поступает на входной усилитель осциллографа Tektronix 1A7A и появляется на его экране, который служит элементом обратной связи. При тщательном заземлении установки и хорошей экранировке чувствительность удалось поднять выше 0,001 К, а вычитание выходных сигналов позволило подавить большую часть электрических и механических помех. Влияние колебаний температуры в помещении лаборатории практически исключено благодаря тому, что оба термистора, помещенные в одинаковые колбы из пайрекса, погружены в большой резервуар с жидкостью. Это позволяет при отсутствии возмущений обеспечить стабильность контрольных параметров в течение длительного времени. Как и в экспериментах с интерферометром, попытки ПК-воздействия чередовались с периодами контроля параметров. Задача оператора состояла в том, чтобы добиться возрастания показаний одного из термисторов по сравнению с другим, а в более сложном случае - воздействовать на величину отклонения параметров при ПК-воздействии от контрольных значений. Некоторые эффекты такого рода действительно наблюдались, но пока что в этом эксперименте накоплен лишь небольшой объем систематических данных.
Рис.3. Установка с двойным термисторным мостом.
В начальной стадии находятся также эксперименты по воздействию на внутренние деформации в образцах твердых тел, регистрируемые с помощью оптических методов, основанных на явлении фотоупругости. В литературе публиковались лишь данные о результатах исследований по ПК-деформации твердых тел, однако в большинстве из них использовались обычные тензо- или микроакустические датчики [98, 99, 135, 149, 150]; в обоих случаях между датчиком и прибором, за которым наблюдает оператор, приходится помещать достаточно сложную электронную аппаратуру; при этом роль датчиков при возможном ПК-воздействии остаётся неясной. Методы, основанные на явлении фотоупругости, хотя и менее чувствительны, чем методы, в которых используется электронная аппаратура, имеют то преимущество, что связь оператора с. чувствительным элементом осуществляется более прямым образом: путем наблюдения за интересной интерференционной картиной, во многом сходной с картиной, которая получается с помощью интерферометра (рис.4). Это же оборудование и методику можно применить и в тонких экспериментах по левитации, когда объект подвешивается на фотоупругом рычаге соответствующих размеров.
Рис.4. Напряжения в фотоупругом датчике.
Что касается второй категории низкоуровневых экспериментов по ПК. то в настоящее время мы используем либо разрабатываем устройства на основе случайных физических процессов, одни из которых имеют макромасштабы, а другие происходят на атомном уровне. Наиболее крупная установка включает в свой состав аппарат размером 1,8x3 м (рис.5), содержащий около 10 000 шаров размером 19 мм. В течение примерно 12 мин шары сбрасываются на расположенные в шахматном порядке 336 нейлоновых штифтов. Под штифтами имеется 19 приемных ячеек. В результате многочисленных столкновений шаров со штифтами и друг с другом их распределение по ячейкам оказывается весьма близким к гауссовому закону. Задача оператора сострит в том, чтобы добиться заметного отклонения этого распределения в некотором заранее заданном направлении от результатов контрольных опытов. Установленные на входной воронке каждой ячейки фотодиодные счетчики выдают в реальном масштабе времени цифровые данные о количестве шаров в ячейках. Эти данные подкрепляют качественную обратную связь, образуемую благодаря непосредственному наблюдению оператора за ячейками, и в то же время могут использоваться для оперативного статистического анализа результатов на ЭВМ. На рис.5 показаны контрольное распределение, типичное для данного прибора, и искаженное распределение, полученное в одном из опытов по ПК. Полный статистический анализ значимости любой картины конкретных результатов в данных условиях уже сам по себе - весьма сложная задача, так как в нем требуется анализировать набор из 19 ячеек, для каждой из которых характерны свои собственные эмпирические контрольные значения математического ожидания и среднеквадратического отклонения в условиях ограничения, обусловленного общим числом шаров.
Рис.5. Прибор для моделирования гауссового распределения и примеры получаемых распределений.
В другом аналогичном эксперименте, который пока еще не полностью отработан, используется устройство, работа которого основана на подпрыгивании шариков из металла или диэлектрика на оптической плоскости строго горизонтальной стеклянной пластины. Пластина с помощью индукционного вибратора приводится в колебание в диапазоне частот 10-20 000 Гц. В отсутствие внешних возмущений шарик, начавший движение в центре пластины, случайным образом переметается к ее краю; при этом все возможные направления перемещения равновероятны. Так как за время своего движения шарик испытывает до 105 ударов о пластину, на его траекторию и конечное положение можно воздействовать статистическим образом. Задача оператора состоит в том, чтобы направить шарик в предписанный конечный квадрант.
Исходя из желания реализовать вмешательство в случайный физический процесс на атомном уровне, мы построили крупногабаритный прибор, в котором происходит тлеющий разряд. Возникающее свечение отражает явление свободного пробега электронов и их последующего столкновения с остаточным газом. Прибор (рис.6) представляет собой цилиндр диаметром 51 мм и длиной 91 мм. В цилиндре возникает последовательность ярких и темных зон, типичная для положительного столба разрядов постоянного тока в некотором диапазоне давления газа и напряжения на электродах. Число и расположение полос зависят от длины свободного пробега электронов, которая в свою очередь определяется видом и плотностью газа, температурой электронов и напряженностью электрического поля.
Рис.6. Эксперимент с тлеющим разрядом.
Положение полос контролируется фотоэлектрическим индикатором. Задача оператора состоит в том, чтобы значимым образом расширить или сузить полосы, создав картину, отличную от фонового дрожания светящейся структуры и ее дрейфа. Методика эксперимента в этом случае во многом совпадает с методикой предыдущих экспериментов; выходные данные имеют тот же вид и анализируются с помощью такого же алгоритма, что и в случае экспериментов, использующих интерференцию и фотоупругость.
В процессе разработки, конструирования или изготовления находится и ряд других установок для экспериментов по ПК, в основу их положены случайные процессы на атомном уровне. В них предусмотрено, в частности, использование запоминающих устройств на микросхемах, высвечивания флюоресцентных поверхностей, перехода режима течения жидкости от ламинарного к турбулентному, атомных и молекулярных резонаторов, акустических и электрических объемных резонаторов. Однако ни один из этих экспериментов пока не проработан до такой степени, чтобы имело смысл его здесь описывать. Поэтому в остальной части раздела мы подробно рассмотрим наш наиболее разработанный и удобный для проведения эксперимент, для которого к тому же уже накоплена самая большая база данных, - опыты с электронным ГСС.
ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ГЕНЕРАТОРАМИ СЛУЧАЙНЫХ СОБЫТИЙ.
Генераторы случайных событий наиболее удобны и наиболее широко используются для экспериментальных исследований ПК. Хотя они отличаются большим разнообразием, большинство их включает в себя четыре конструктивно и функционально различных компонента: электронный источник шума; систему выборочных измерений, которая анализирует шум на заданном интервале и формирует последовательность импульсов, соответствующую полученной выборке; систему анализа этой последовательности по заданным правилам и формирования данных для системы обратной связи и, наконец, индикатор системы обратной связи, предназначенный для сообщения оператору результатов анализа.
В нашем случае был использован промышленный источник шума, выпускаемый в виде устройства, содержащего шумовой диод и прецизионный предусилитель (фирма Elgenco, модель 3602А15124). При необходимости устройство нетрудно заменить радиоактивным источником или прибором тлеющего разряда. Указанный источник выдает шум с широким спектром (до нескольких мегагерц), из которого разработанная нами логическая схема с помощью соответствующих фильтров сначала выделяет равномерную полосу 50-20 000 Гц, а затем усиливает импульсы и срезает их вершины (рис.7 и 8). Полученный сигнал стробируется регулярной серией прямоугольных импульсов, и в результате получается случайная последовательность положительных и отрицательных импульсов, знак которых совпадает с полярностью шума во время выборки, Эти импульсы затем подсчитываются. Так как среднее время между переходами сигнала через нуль составляет около 30 мкс, частота выборки около 15 кГц позволяет обеспечить статистическую независимость импульсов.
Рис.7. Функциональная схема генератора случайных сигналов.
Рис.8. Форма напряжения в генераторе случайных сигналов: (а) отфильтрованный шум,
(b) «усеченны» шум, (с) импульсы выборок.
Полная функциональная схема установки представлена на рис.9, а фото скомпонованных блоков - на рис.10. С помощью клавишей на панели управления можно дать задание измерительному устройству (квантователю) взять «пробу» (серию) из 100, 200 или 300 выборок с частотой 1, 10, 100, 1000 или 10 000 Гц. Пересчетную схему можно установить в режим счета только положительных или только отрицательных импульсов либо в режим попеременного счета положительных и отрицательных импульсов при последовательных выборках. В таком режиме резко снижаются любые систематические ошибки, вносимые источником шума, поэтому он использовался во всех описываемых ниже экспериментах. Результаты счета выдаются на светодиодный индикатор, что дает возможность следить как за текущими значениями отсчетов, так и за средним значением по отношению к предварительно установленному; эти результаты непрерывно регистрируются с помощью печатающего устройства. В большинстве описанных ниже экспериментов для оперативного ввода в рабочую программу данных счета, относящихся к одной серии выборок, используется микропроцессор AIM-65 совместно с устройством фирмы TERAK, модель 8510, которое служит в качестве терминала, а также с процессорами PDP 11/45 и VAX-750, работающими с операционной системой UNIX на языке С. Все функции по измерению мгновенных значений, счету и выводу информации можно сравнительно просто проверить с помощью встроенного или внешнего калиброванного генератора импульсов.
Рис.9. Электрическая схема генератора случайных сигналов.
Рис.10. Установка с генератором случайных сигналов.
Установка может работать в режиме как ручного, так и автоматического управления. В первом случае накопление данных об одной серии выборок происходит при нажатии выключателя, расположенного на панели либо параллельно подключенного к нему дистанционного выключателя. Во втором случае при однократном приведении выключателя в рабочее положение этот процесс автоматически повторяется для 50 серий выборок. Таким образом, оператор имеет возможность либо выполнять каждую серию выборок отдельно, либо инициировать цикл из 50 таких серий.
В описываемых нами экспериментах участвовал одни оператор, который сидел лицом к прибору, держал в руках дистанционный выключатель и имел возможность наблюдать цифровой индикатор и экран терминала TERAK. По указанию экспериментатора или по собственной инициативе оператор стремился исказить данные опыта либо в сторону увеличения, либо в сторону уменьшения значения счета. Перед началом каждой серии путем случайно выдаваемых команд по желанию оператора или же на основе требований экспериментатора выбирается и регистрируется одна из комбинаций, содержащая указание на число выборок в серии, частоту выборок, полярность импульсов, ручной или автоматический режим измерений.
Ясно, что исследовать все варианты сочетаний невозможно. В первом цикле экспериментов использовались только серии по 200 выборок с частотой 100 или 1000 Гц в режиме счета переменной полярности. Более тщательно был проанализирован случай выбора между автоматическим и ручным режимами, а также между низкой и высокой частотой выборок, причем как в случае, когда решение принимает оператор, так и в случае, когда он следует указаниям экспериментатора.
Каждый опыт состоял из пятидесяти серий по 200 выборок. Полученные данные обрабатывались как по отдельности, так и в различных сочетаниях системой UNIX с помощью пакета программ статистического анализа, специально разработанного для этой цели. Вычислялись следующие параметры: математическое ожидание, среднееквадратическое отклонение, диапазон значений, эксцесс, коэффициент асимметрии, z-критерий, t-критерий, критерий согласия x2 при 8 и при 16 степенях свободы и соответствующие односторонние вероятности по сравнению со случайным значением последних четырех параметров. В применении к полученным ранее и в последнее время контрольным данным этот анализ подтвердил, что при отсутствии искажений разработанный нами ГСС дает результаты, очень хорошо согласующиеся с гауссовой аппроксимацией для соответствующей полной двоичной статистики.
Основная часть перечисляемых ниже результатов охватывает три разных цикла экспериментов, которые выполнялись в течение пятнадцати месяцев. Мы их обозначим соответственно как ГСС-I, ГСС-II и ГСС-III. Остальные данные, полученные за тот же период по несколько менее строгой методике; включены для полноты картины в две другие серии, обозначенные соответственно как ГСС-Iа и ГСС-IIa. Подробности методики эксперимента, градуировочных тестов, раздельных результатов по циклам приведены в работе [93]. В общей сложности выполнено более 25 000 опытов, в которых предпринимались попытки осуществить ПК, что соответствует более чем 5 млн. двоичных событий.
В табл.1 сведены данные, относящиеся к контрольным сериям и ПК-попыткам, которые получены в течение всех пяти циклов. Всего в различных условиях выполнено 23 000 серий контрольных измерений перед, во время и после серий ПК-попыток. Их общее математическое ожидание было равно 100,045, а их среднее квадратическое отклонение составило 6,980; теоретические значения тех же величин при гауссовой апроксимации для соответствующего двоичного статистического распределения равны соответственно 100,000 и 7,071. Как показано на графике рис.11, частота распределения значений отсчетов весьма хорошо соответствует теоретической кривой. В той же таблице представлены результаты измерении при попытках ПК; они повторены также на графиках 12 и 13. Коротко говоря, в 13 050 сериях, в которых оператору предлагалось увеличить значение параметра (эти серии обозначены как ПК+), математическое ожидание составило 100,23, а среднееквадратическое отклонение 6,979; в 12 000 сериях, когда оператору предлагалось снизить значения параметра (эти серии обозначены как ПК-), математическое ожидание составило 99,704, а среднее квадратическое отклонение 6,968. Односторонняя вероятность случайного получения указанных параметров, вычисленная исходя из t-критерия, в первом случае равна ~10-4, а во втором ~2*10-6. Совместная вероятность случайного получения этих значений, т.е. успешной реализации «установки на достижение эффекта», обозначаемая через ПК, составляет около 3*10-9. (Эти данные были подвергнуты и более подробной статистической обработке; однако качественная сторона результатов при этом не изменилась.)
Как видно из графиков рис.12 и 13 и как подтверждает более подробная статистическая обработка, каких-либо иных существенных искажений распределения частоты значений, кроме смещения математического ожидания, в полученных результатах не обнаружено. Иным словами, полученный эффект состоит в смещении функций распределения в целом, но не приводит к существенному искажению их моментов более высокого порядка. Такой результат, безусловно, надо считать весьма удачным для данного класса экспериментов, так как он позволяет резко ускорить и упростить сбор и анализ данных.
Наглядное представление об общих свойствах полученных данных дают графики зависимости интегрального отклонения математического ожидания от общего числа измерений. На рис.14 приведены такие графики для случаев ПК+, ПК- и для контрольных значений по отношению к интегральным доверительным уровням 0,05. На рис.15 показаны аналогичные графики для случая, когда данные, относящиеся к ПК+ и ПК-, объединены и на их основании вычислено интегральное среднее квадратическое отклонение, характеризующее достижение эффекта. (Если из этих данных исключить результаты циклов ГСС-Ia и ГСС-IIа, то наклон у всех кривых будет несколько более крутым и равномерным.)
Таблица № 1.
Сводные данные по экспериментам с генератором случайных сигналов
при 200 выборках в серии.