Виктор Стенджер - Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса

В традиционной классической процедуре путь частицы вычисляется с помощью какого-нибудь уравнения движения, или, что то же самое, принципа (например, принципа наименьшего действия). В квантовой картине мира, предложенной Фейнманом, предполагается, что частица проходит все возможные пути между источником и детектором. В этом случае вероятность определенного акта наблюдения составляется из всех возможных путей, которые могли привести к наблюдению. Хотя суммирование по путям оказалось очень практичным и приобрело популярность среди специалистов в области элементарных частиц, оно опять же давало те же эмпирические результаты.

Фейнман никогда не пытался дать своей модели онтологическую интерпретацию. В книге «Вневременная реальность» я показал, как это понятие можно овеществить при помощи обращения времени {353} 353 Stenger Victor J. Timeless Reality: Symmetry, Simplicity and Multiple Universes. — Amherst: Prometheus Books, 2000. . Хотя Эверетт не ссылается на Фейнмана и их математические аппараты различаются, идеи Эверетта и Фейнмана тождественны, а именно: включить в формулу все, что может произойти. Но обратите внимание: если существуют эмпирически непротиворечивые модели, в которых происходит все, что может произойти, это еще не значит, что все действительно происходит в объективной реальности.

Существуют и другие интерпретации квантовой механики, в том числе варианты идеи Фейнмана, которые не настолько экстравагантны, как многомировая. Проблема разных интерпретаций в том, что некоторые из них, в частности многомировая, находятся на грани метафизики. Все они согласуются с данными (иначе от них быстро отказываются), но ни одна не дает уникальных прогнозов. Поэтому мы никак не можем использовать главный принцип научного метода, эмпирическую проверку интерпретаций, чтобы выбрать лучшую из них. Поскольку методология вычислений, которую мы называем квантовой теорией, по-прежнему согласуется со всеми наблюдениями, многие мои коллеги-экспериментаторы устали от всей этой дискуссии и спрашивают: «Так что в этом нового?»

Авторы недавних публикаций отметили возможное применение многомировой интерпретации в космологии. Вспомните раздел о Бивселенной ранее в этой главе. Я писал, что так называемая волновая функция Вселенной дает вероятность обнаружения Вселенной с определенными свойствами. Если применить многомировую интерпретацию квантовой механики, то волновая функция Вселенной представляет собой множество параллельных вселенных. Выдающийся специалист в теории струн Леонард Сасскинд и другие предположили, что этот ансамбль вселенных можно связать с множественными вселенными космологической Мультивселенной, которую Сасскинд называет мегавселенной {354} 354 Susskind Leonard. Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design. — New York: Little, Brown, 2005. — P. 316–324; Bousso Raphael and Susskind Leonard. Multiverse Interpretation of Quantum Mechanics // Physical Review, D 85,2012. — № 4:0 45007; Aguirre Anthony and Tegmark Max. Born in an Infinite Universe: A Cosmological Interpretation of Quantum Mechanics // Physical Review, D 84,2011. — № 10:105002 .

Одна из загадок уравнения Уилера — Девитта, которое дает нам волновую функцию Вселенной, — это отсутствие в нем переменной времени. Как было упомянуто ранее в разделе о бивселенной, в простейшей форме уравнение Уилера — Девитта математически сводится к квантовомеханическому независимому от времени уравнению Шрёдингера для нерелятивистской частицы с массой, равной половине планковской массы, и нулевой полной энергией, которое имеет единственное измерение, представляющее собой космологический масштабный коэффициент. Процесс его решения аналогичен одному из самых известных приложений квантовой механики — вычислению стационарных состояний атома водорода через уравнение Шрёдингера. Так можно получить энергетические уровни стабильного атома. Схожим образом волновая функция Вселенной описывает стационарное состояние Вселенной с нулевой полной энергией.

Так где же к этой картине добавляется время? Как может существовать такая модель Вселенной, в которой нет даже этого простейшего человеческого понятия — течения времени?

В 1983 году физики Дон Пейдж и Уильям Вутерс написали, что замкнутая система, в частности Вселенная, должна быть в стационарном состоянии, и поэтому время не является обязательным элементом в описании мира. Они показали, что «наблюдаемая динамическая эволюция системы может быть полностью описана в терминах стационарных объектов наблюдения» {355} 355 Page Don N. and Wootters William К. Evolution without Evolution: Dynamics Described by Stationary Observables // Physical Review, D 27, 1983. — № 12: 2885. .

Во второй публикации 1984 года Вутерс объяснил это более подробно:

«Любое утверждение, в котором мы упоминаем зависимость системы от времени, можно без потери эмпирического смысла переформулировать в виде: “Если часы находятся в состоянии… тогда вероятность обнаружения системы в состоянии… составляет…”» {356} 356 Wootters William К. «Time» Replaced by Quantum Correlations // International Journal oflheoretical Physics, 23,1984. — №8:. 701–711. .

Позже появилась масса публикаций, и с физической, и с философской точки зрения описывающих время как «производное явление» {357} 357 Martinetti Pierre. Emergence of Time in Quantum Gravity: Is Time Necessarily Flowing? //http://arxiv.org/pdf/1203.4995 (2012); Butterfield J. and Isham C.J. On the Emergence of Time in Quantum Gravity // The Arguments of Time. — Oxford: Oxford University Press, 1999. — P. 111–168. . Все они очень специализированные, но я, пожалуй, смогу упрощенно передать основную идею.

В книге 2000 года «Вневременная реальность» {358} 358 Stenger Victor J. Timeless Reality. я продемонстрировал, что квантовое состояние частицы в определенном месте пространства на самом деле является линейной суперпозицией двух состояний, противоположно направленных во времени. В итоге состояние частицы вневременно. Измерение частицы разрушает связь между двумя состояниями, и время «возникает», хотя я и не упоминал этого слова. Заметьте, этот процесс симметричен относительно времени, так что Бивселенная является естественным следствием из этого.

Также следует отметить, что, как я объяснял в главе 6, пространство и время тесно связаны. По сути, и то и другое определяется операционально на основе того, что мы видим на часах. Так что если время производно, то и пространство тоже. Вутерс заметил это и предположил, что рабочая квантовая теория гравитации может быть основана на идее вневременности (и внепространственности) {359} 359 Wootters William K. «Time» Replaced by Quantum Correlations. . Об этой возможности и раньше упоминали другие авторы, но плодов она пока не принесла.

Ничто из этого не следует понимать в мистическом смысле, будто бы сознание наблюдателя-человека создает время и пространство как некую внутреннюю реалию. Время и пространство — это названия, которые мы даем количественным значениям, которые регистрируются механизмом часов и не имеют смысла без часов. Для измерения не требуется человек или еще какое-то разумное существо.