Романтика реальности. Как Вселенная самоорганизуется, порождая жизнь, сознание и сложность Космоса - Бобби Азарян

наблюдали другой, а также третья, где вы наблюдали еще один результат, и так далее. Другими словами, все возможные пути, по которым могла бы пойти эволюция Вселенной, реализуются в какой-то ветви многомировой мультивселенной. В этой картине бытия вся мультивселенная следует детерминированной траектории, где постоянно происходит ветвление, а единственное, что в ней случайно, – это то, в какой вселенной вы окажетесь после измерения. Это, конечно, странная идея, но что в квантовой механике не является странным?

Однако такое объяснение влечет за собой ряд проблем. Во-первых, как и в космологической теории мультивселенной, эти предполагаемые другие вселенные не поддаются непосредственному измерению, что делает модель непроверяемой, по крайней мере в настоящее время. Другая проблема заключается в том, что все это звучит абсолютно безумно: оказывается есть еще и «ты», существующий во все большем числе параллельных вселенных. Это вновь приводит к идее о том, что существуют все логически возможные вселенные, включая вселенные, где вы стали профессиональным клоуном, а также вселенные, где вы решили проблему измерения.

Опровержение гипотезы множественных миров

Тот же статистический аргумент, который применялся для опровержения космологической гипотезы о мультивселенной, может быть использован для опровержения гипотезы множественных миров. Если многомировая интерпретация верна, то было бы маловероятно, что мы оказались бы во вселенной, где разум неизбежно и бесконечно эволюционирует и расширяется в пространстве. Существует множество логических сценариев, при которых разумная жизнь на Земле по той или иной причине не может покинуть планету. Но если новый космический нарратив, представленный в этой книге, верен и адаптивную сложность (жизнь) нельзя уничтожить или сдержать, поскольку она постоянно учится и приспосабливается, тогда эволюционная траектория нашей Вселенной не является произвольной или случайной. В результате рекурсивной эмерджентности космос постоянно самоорганизуется и движется в направлении все большей сложности и вычислительной способности.

Оказаться во вселенной с телеологической траекторией (оптимально биофильной вселенной), когда на большинстве мыслимых путей через многомировую мультивселенную жизнь является мимолетной (минимально биофильные вселенные), тоже представляется крайне маловероятным. Итак, либо многомировой мультивселенной не существует, либо все или большинство параллельных миров, в которых существует жизнь, тоже телеологичны и движутся ко все большей сложности и разумности. Мы не можем исключить последнее предположение, поскольку вполне возможно, что любой мир, подчиняющийся второму закону термодинамики, также порождает возрастающую сложность в неравновесных условиях. Если вы находите всю эту нить рассуждений неправдоподобной, то вы не одиноки.

К счастью, есть другое альтернативное объяснение, устраняющее обе претензии Эйнштейна к квантовой механике, и оно опирается на упомянутый ранее процесс декогеренции. Декогеренция объясняет, почему Луна действительно существует, независимо от того, смотрим мы на нее или нет, и почему внешняя реальность существует независимо от наблюдателей, конструирующих измерительные приборы для изучения природных явлений. Макроскопический мир, который мы видим вокруг, не содержит крупномасштабных объектов в суперпозиции состояний – в отличие от субатомной частицы, стул находится либо здесь, либо там, но не и то и другое одновременно, – поскольку квантово-волновые функции постоянно коллапсируют под воздействием их физического окружения, которое можно считать измерительным устройством природы. Например, любой атом в любой момент времени находится в контакте с окружающим океаном частиц, которые сталкиваются с ним и заставляют его принимать то одно классическое состояние, то другое, а не существовать в размытом промежуточном состоянии. И чем больше физическая система, тем быстрее ее квантовое состояние схлопывается в классическое.

Когда частицы материи выводятся из равновесия потоком энергии или такой силой, как гравитация, они образуют агрегаты, которые быстро схлопываются, поэтому Вселенная постоянно вызывает коллапс квантовой реальности и преобразует ее в классическую реальность. Декогеренция объясняет, почему для коллапса волновых функций не требуется сознательный наблюдатель или даже измерительное устройство: это происходит естественным образом все время, пока квантовая система не изолирована от своего шумного окружения.

Но сама по себе концепция декогеренции не говорит нам, почему имеет место один конкретный результат измерения, а не другой, и не отвечает на вопрос о том, является ли происходящее просто делом случая. И вот тут очень кстати приходится квантовый дарвинизм – новая и модная интерпретация квантовой механики, которая идеально вписывается в парадигму универсального дарвинизма, продолжая нарратив о том, что реальность в основе своей дарвинистична. Если объединяющая теория реальности сможет объяснить как проблему тонкой настройки, так и проблему измерения, она будет в большей степени достойна звания «теории всего», чем любая другая предыдущая теория.

Переход от квантового к классическому – форма естественного отбора

Квантовый дарвинизм утверждает, что классический мир возникает из квантового мира, поскольку большинство квантовых систем – открытые системы, которые взаимодействуют с окружающей средой, что вызывает декогеренцию. Но итоговый вариант классического масштаба, который складывается в результате этих взаимодействий, выбирается природой не случайно. В частности, квантовое состояние преобразуется в классическое состояние, которое представляет собой наиболее стабильную конфигурацию между этой квантовой системой и системами, с которыми она взаимодействует в окружающей среде. Коллапс волновой функции вызван процессом естественного отбора, известным как einselection, что расшифровывается как индуцированный окружением суперотбор.

Войцех Журек, физик из Лос-Аламосской национальной лаборатории и основоположник квантового дарвинизма, утверждает, что классическое состояние системы, выбираемое из спектра возможностей, описываемых волновой функцией, – это состояние с наименьшей внутренней энтропией, которое одновременно является состоянием, производящим наибольшую энтропию среды. Эти предпочтительные состояния называются указательные состояния (pointer states), и они отражают информацию из волновой функции, пережившую вызванный средой квантовый коллапс. Другими словами, переход от квантового к классическому является формой естественного отбора, и классический мир, предположительно, эволюционирует в сторону наиболее стабильного, организованного мира из всех возможных миров.

Согласно Журеку, состояние системы, пережившей коллапс, одновременно наилучшим образом закрепляет ее информацию в среде. Иначе говоря, отбирается та система, которая наиболее тесно связана со своей средой и наилучшим образом адаптирована к ней. Как писал для цифрового журнала Quanta научный журналист Филип Болл, недавние экспериментальные данные подтверждают подход квантового дарвинизма к коллапсу волновой функции, хотя для дальнейшей проверки этой теории необходимы дополнительные исследования.

В рамках концепции вычислительной вселенной, которую отстаивает Сет Ллойд, Вселенную можно рассматривать как гигантский квантовый компьютер, использующий вычислительную способность квантовой суперпозиции для вычисления траектории движения мира, что в среднем увеличивает сложность и функциональность. В этой модели существует как случайность, так и необходимость: то есть реальность имеет вероятностную или стохастическую природу, но результаты статистически смещены в сторону целевых состояний, которые могут описываться аттракторами.

Индуцированное гравитацией образование неравновесных структур, таких как звезды и планеты, являющихся необходимым условием существования вселенных с жизнью в том виде, в каком мы ее знаем, можно рассматривать как эмергенции, происходящие в результате