Джон Малоун - Нераскрытые тайны природы. Расширяющий кругозор экскурс в историю Вселенной с загадочными Большими Взрывами, частицами-волнами и запутанными явлениями, не нашедшими пока своего объяснения

Джон Арчибальд Уилер, один из разработчиков американской водородной бомбы. Дж. Уилер придумал термин «черная дыра» и выдвинул теорию циклического расширения и сжатия вселенной. Учет квантовых свойств в таких масштабах приводит к тому, что каждый Большой Взрыв порождает вселенную с новыми физическими законами. (Предоставлено Американским институтом физики. Архив Эмилио Сегре.)

Для некоторых космологов более приемлема концепция множественных миров, предложенная Стивеном Хокингом. Астрофизик Митио Каку в книге «Hyperspace» («Гиперпространство») (1994) [1] пишет, что Хокинг работает «скорее как специалист по классической теории относительности, а не как физик-теоретик, занимающийся квантовой механикой» (другими словами, вначале Хокинга вдохновляли идеи Эйнштейна, а не принцип неопределенности Гейзенберга). Однако через несколько лет он приходит к выводу, что основой «теории великого объединения» (так иногда называют гипотетическую теорию, которая будет включать в себя квантовую физику, теории Эйнштейна и законы Ньютона) может служить только квантовая теория.

Центральным понятием квантовой механики является волновая функция, включающая полный набор возможных состояний данной системы. Хокинг предложил рассматривать всю Вселенную в качестве одной квантовой системы с бесконечным набором возможных состояний, т. е. ввести волновую функцию Вселенной, содержащую бесконечное множество возможных вселенных. Такая волновая функция, по-видимому, должна представлять собой частный случай по отношению к нашей Вселенной (иначе мы просто не могли бы рассуждать о ее свойствах и играть роль ее наблюдателей), в то время как все остальные вселенные должны быть, образно говоря, «мертвыми». Конечно, существует возможность того, что среди бесконечного набора возможных состояний волновой функции существует и другая выделенная вселенная (возможно, даже более предпочтительная, чем наша), где значительно превосходящие нас по интеллекту существа уже давно решили задачи, над которыми мы ломаем голову.

Число вселенных в модели Хокинга бесконечно (как и число делящихся вселенных у Эверетта), однако многим физикам подход Хокинга нравится больше, поскольку его вселенные не входят в состав друг друга, а четко разделяются, занимая дискретные участки, или «пузырьки», пространства. В то же время модель Эверетта пугает тем, что каждое наше действие создает новые вселенные, в результате чего мы и сами расщепляемся между различными альтернативами. Некоторые из этих расщепляющихся вселенных могут не содержать автора этой книги, другие — ее читателей, а в некоторых вселенных отсутствуют и физики, размышляющие над данной проблемой. Представьте себе ситуацию, когда после расщепления Вы попадаете во вселенную, где Вас тут же сбивает машина с пьяным водителем за рулем (в предшествующей вселенной он просто промчался бы мимо Вас).

Существует, впрочем, еще одна причина, по которой концепция расщепляющихся вселенных Эверетта вызывает раздражение не только у физиков, но и практически у всех людей независимо от их занятий (включая водопроводчиков, банковских служащих и т. п.). Дело в том, что эта концепция уничтожает понятие о свободе воли. Действительно, в теории Эверетта совершенно неважно, что делает человек, поскольку всегда существует другая вселенная, в которой он делает что-то совсем другое. Число вселенных в модели бесконечно велико, и в них осуществляются все мыслимые (и немыслимые!) поступки и события. Такое положение полностью уничтожает моральный аспект нашего поведения, как, впрочем, и представление о добре и зле вообще. Забавно, что в этой ситуации физики могут чувствовать себя особо обделенными, поскольку, строго говоря, целью их жизни и творчества является именно полное и точное описание поведения вселенной, а оно в данной модели вообще не имеет никакого смысла.

С другой стороны, теория расщепляющихся вселенных может показаться привлекательной людям, недовольным своей жизнью. Наверняка любому человеку будет приятна мысль о других вселенных, в которых он, например, женился на девушке своей мечты (в нашей Вселенной она почему-то предпочла выйти за какого-то жулика!), стал знаменитым врачом (по каким-то причинам в нашей Вселенной его выгнали из медицинского колледжа за неуспеваемость!) или автором бестселлеров (в нашей Вселенной отвергнутые издателями рукописи ему приходится складывать на чердаке!) и т. д. Где-то, в каких-то абстрактных вселенных Вам удались все поступки, Вы забили решающий гол в важном матче, уловили чью-то улыбку и раздобыли деньги в очень нужный момент. Короче говоря, где-то и в какой-то жизни Вам удалось всё! Впрочем, в модели Эверетта не стоит радоваться этим возможностям, поскольку во всех вариантах жизнь продолжает изменяться, превращаясь в следующий же момент или день в некий кошмар (даже в той самой, альтернативной вселенной!).

До сих пор мы имели дело с теориями множественности миров, разработанными многими выдающимися учеными современности. В их основе лежали строгие математические уравнения, к которым физики относились вполне серьезно даже в тех случаях, когда им не нравились полученные выводы. Это расщепляющие вселенные Эверета, вселенная из пузырьков или «пены» Хокинга, и бесконечные циклы расширения, сжатия и возрождения вселенных Уилера в результате новых Больших Взрывов, приводящих к полному обновлению. Однако существует и еще один тип множественных вселенных, который никому не удалось описать математически, но и не удалось полностью исключить, исходя из принципов квантовой механики.

В 1930-х годах писатель-фантаст Генри Хассе написал рассказ «Тот, кто сокращается», имевший большое влияние на молодого Айзека Азимова, который позднее включил этот рассказ в свою антологию фантастики «До Золотого века». Его сюжет построен на том, что ученый, занимающийся исследованием молекулярных структур, изобретает состав, позволяющий уменьшить размеры человека до молекулярного уровня, а затем заставляет своего помощника испытать действие состава. Эту часть рассказа нельзя воспринимать серьезно, она напоминает историю о напитке доктора Джекилла, однако затем Хассе придумал совершенно неожиданный сюжетный ход.

Далее повествование ведется от имени самого помощника, который продолжал уменьшаться в размерах, бесконечно переходя из одной вселенной в другую. После приключений, соответствующих целым эпохам в причудливых мирах, путешественник вдруг обнаруживает себя в нашей Солнечной системе. Он попадает на Землю вблизи озера Эри в виде гиганта, чем страшно пугает жителей Кливленда. Сократившись до нормальных размеров, он разыскивает ученого-фантаста, гипнотизирует его и рассказывает ему свою невероятную историю. Ученый в состоянии транса записывает все эти немыслимые приключения, но, вернувшись в нормальное состояние, видит, что его посетитель уменьшается в размерах и исчезает с того самого листа бумаги, где записан рассказ.