Это всё квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего - Жереми Харрис

серьезные физики рассматривали идею квантовой механики, основанной на сознании, и делают это по сей день. Об этом мы тоже еще поговорим.

А пока лишь скажем, что идея коллапса открыла ящик Пандоры, полный сомнительных гипотез и спекуляций. Физики исследовали все варианты – от теорий, основанных на концепции сознания, до еще более туманной мысли Бора, согласно которой «коллапс вызывается наблюдением, но в определении наблюдения не должно быть слов короче двенадцати слогов». Незыблемым было лишь то, что никто по-настоящему не понимал, как именно происходит коллапс, когда и почему.

Так что в конце концов несколько физиков, которым все это надоело, решили задать опасный вопрос: а нельзя ли вообще исключить коллапс из квантовой картины?

И ответ был таков:

Множественные вселенные

В 1950-е годы некто Хью Эверетт III придумал совершенно новый способ объяснить, почему мы не видим вокруг зомбокотов.

– Послушайте меня, остолопы, – сказал Эверетт. – С чего вы взяли, что вы чем-то лучше чертова кота? Ничем вы не лучше. Вы просто дуболомы у доски с мелом в руках.

Это не совсем дословная цитата, но, если бы вам нужна была историческая точность, вы бы заглянули в википедию.

Эверетт имел в виду, что не стоит считать, будто люди и другие наблюдатели обладают какими-то особыми качествами. Он предложил считать нас самих квантовыми объектами, которые надо помещать в кет-скобки точно так же, как кота, пистолет и датчик.

Посмотрим, что из этого получится. Возьмем нашу коробку с зомбокотом и добавим экспериментатора/наблюдателя как часть системы – засунем его в кет-скобки вместе со всем остальным.

Вот как будет выглядеть наша система, прежде чем экспериментатор заглянет в коробку:

А теперь он смотрит внутрь. И точно так же, как кот, пистолет и датчик, расщепляется на две отдельные копии:

Теперь представьте, что вы спрашиваете экспериментатора – обе его версии, – каков результат эксперимента. Мертв ли кот?

Одна копия уверенно отвечает «да», другая уверенно отвечает «нет».

Вы что, видели кота, который и жив и мертв одновременно?

Обе копии дают очевидный ответ: «Конечно нет! Что за дурацкий вопрос?»

В обоих случаях экспериментатор видит только один результат: кот либо жив, либо мертв, но не жив и мертв сразу – хотя по законам квантовой механики существуют обе версии кота.

Экспериментатор этого попросту не замечает, поскольку застрял в одной из двух временных линий и вторую не видит.

Об этом-то и говорил Эверетт: мы никогда не видели ни зомбокотов, ни полувыстреливших пистолетов потому, что в миг, когда мы смотрим на эти объекты, мы и сами расщепляемся и разбегаемся по множеству временных линий, в каждой из которых одна наша копия видит свой, однако совершенно определенный результат.

Пока что я говорил о двух группах кет-скобок (в одной кот жив, а в другой мертв) как о «сюжетах», «историях» или «временных линиях», однако их можно назвать и другим словом – «вселенные». Ведь обе временные линии, и «живая», и «мертвая», дальше будут резко меняться.

Скажем, экспериментатор, увидевший мертвого кота, настолько огорчится, что уволится с работы и никогда не изобретет важнейшую технологию, которой в будущем пользовались бы миллионы людей. И эта громадная разница между «живой» и «мертвой» вселенными вызвана всего-навсего вращением одного крошечного электрона.

В соответствии с этой идеей, поскольку вокруг нас электроны и другие частицы ведут параллельные жизни, наша мультивселенная постоянно расщепляется и порождает новые временные линии, или вселенные, где реализуются все возможные результаты взаимодействий.

Нечего и говорить, что картина, которую предложил Эверетт, была чудовищно далека от привычных представлений о природе вещей. Но ведь и волшебный квантовый коллапс Бора, и надежно скрытые переменные Эйнштейна на самом деле не менее диковинны. В сущности, вся эта борьба идей о квантовых сюжетах вынудила физиков признать, что независимо от того, кто в итоге окажется прав, вселенная – место куда более странное, чем рисовало ее даже самое смелое воображение.

А как вы, должно быть, и сами понимаете, перерисовывание всей картины вселенной в соответствии с представлениями Бора, Эйнштейна или Эверетта имеет важные последствия для самого главного объекта в вашем личном уголке этой вселенной – для вас самих.

Что квантовая механика делает с мозгами

Любая интерпретация квантовой механики требует от нас радикального пересмотра представлений о себе с начала и до конца, причем каждый раз по-своему.

Картина Бора вынуждает нас задаться вопросом, обладают ли люди и животные какими-то особыми свойствами, которые заставляют квантовые системы избавиться от своих множественных личностей и коллапсировать, стоит нам на них взглянуть. Неужели в сознании и наблюдении есть нечто поистине магическое? Или у коллапса есть менее странное объяснение?

Скрытые переменные Эйнштейна вынуждают задуматься о другом: если вся хореография будущего предопределяется скрытыми переменными, разве это не превращает меня в зазнавшегося робота? Разве из этого не следует, что у меня нет свободы воли? А если нет, то зачем нужно сознание? И вообще – что это за скрытые переменные такие?

Параллельные вселенные Эверетта ставят под сомнение саму идею, что вообще можно говорить о «вас». Если всего через долю секунды «вам» суждено расщепиться на миллиарды версий, которая из них «вы»? А может, все они? Как это сказывается на важных решениях в вашей жизни и на чувстве ответственности за свои действия?

Эти вопросы – лишь верхушка огромного, жуткого и непонятного айсберга. И ответы на них породят дикое множество дальнейших вопросов, многие из которых когда-то считались не относящимися к физике. Одиноки ли мы во вселенной? Создавалась ли она с учетом того, что в ней будет существовать человечество? Есть ли жизнь после смерти? А вдруг анимизм – все-таки правда? Обладают ли сознанием атомы? Почему натуральное арахисовое масло коварно расслаивается в банке – и потом поди размешай его до однородности?

Когда квантовый ящик Пандоры открылся, это застало всех врасплох. Веками научный прогресс означал, что чем дальше, тем увереннее мы судим о фундаментальной природе вселенной, тем яснее наша картина мироздания. И тут вдруг квантовая механика распахнула двери, которые мы считали навеки замурованными, и пригрозила вновь привнести двусмысленность и неопределенность в наше понимание физики.

На этих страницах мы заново откроем мир, глядя на него сквозь призму разных интерпретаций квантовой механики. Мы посмотрим, насколько разные истории они рассказывают о вселенной, о жизни, о людях и нашем месте в мироздании. И увидим, как сильно эти идеи влияют на то, что вроде бы вообще не имеет отношения к физике, – например, на общество и законодательство. В каком-то смысле мы исследуем с вами физику добра и зла.

А заодно мы увидим, насколько научный процесс грязен, сколько в нем политики и черного юмора и как академические структуры в конечном счете играют с нашим пониманием реальности в собственных корыстных целях.

Глава