Пол Халперн - Квантовый лабиринт. Как Ричард Фейнман и Джон Уилер изменили время и реальность [litres]

Оба много лет не уделяли внимания теории поглощения Уилера – Фейнмана. Философия Уилера «все есть поля» отодвинула концепцию действия на расстоянии на обочину его интересов. Фейнман смотрел на свою диссертацию как на источник, из которого вырос интеграл по траекториям, но видел ее недостатки во всех прочих отношениях.

К их большому удивлению, статья 1962 года, написанная физиком Дж. Е. Хогартом, вернула к жизни их идею и приложила ее к космологии в качестве объяснения, почему время направлено вперед. Хогарт повторил расчеты Уилера и Фейнмана, в которых равная смесь сигналов, путешествующих вперед и назад во времени, приводит к эффекту затухания излучения (уменьшение ускорения заряженной частицы по мере того, как она путешествует через пространство). Но вместо модели стационарного состояния он использовал ее вариацию – космологию расширяющейся вселенной. Поскольку пространство расширяется, оно поглощает сигналы.

Хогарт показал, что направление «космологической стрелы» (расширение вселенной) соответствует направлению, в котором угасание излучения имеет верный математический знак. Он предположил, что космологическая модель расширяющейся вселенной корректна, поскольку она позволяет получить правильную динамику для частиц.

Попытка Хогарта оживить теорию поглощения Уилера – Фейнмана стала центральной точкой конференции «Природа времени», организованной сторонниками теории стационарного состояния Германом Бонди и Томасом Голдом в Корнелле. Естественно, ее посетил Фред Хойл, привезший с собой одаренного магистранта по имени Джайант Нарликар. Они выступили сразу после Хогарта с докладом, который еще более недвусмысленно соединил стрелу времени и теорию поглощения, чтобы оправдать модель стационарного состояния.

Среди других важных гостей оказались астрофизик Деннис Сиама (в то время он поддерживал гипотезу стационарного состояния), математик Роджер Пенроуз, философ Адольф Грюнбаум, Чарльз Мизнер, Филип Моррисон, Леон Розенфельд и многие другие.

Фейнман относился к программе конференции скептически, он опасался, что все уйдет в обсуждение гипотез, которые он не может поддерживать. Например, он считал, что космологическая стрела времени (увеличение энтропии) первична и не обязательно связана с космологией. Он полагал, что выбор космологической модели должен базироваться, скорее, на астрономических доказательствах, чем на теоретических спорах о направлении времени. Не было причины думать, что то, как ведет себя пространство, имеет нечто общее с законами термодинамики.

Когда стало ясно, что дискуссии запишут на пленку, Ричард сильно расстроился. Он поговорил с Голдом, и они пришли к компромиссу – все, что он скажет, будет приписано анонимному «мистеру Икс», и никто не упомянет, что Фейнман посетил конференцию. Ну а поскольку его комментарии нельзя будет верифицировать, то никто и не сможет их процитировать.

Как вспоминал Нарликар, «Фейнман выражался совершенно недвусмысленно. Записи могли поставить в неловкое положение его самого и его научную репутацию. Мистер Икс стал компромиссом, позволяющим этого избежать, и нелегкой загадкой для того, кто взялся читать материалы конференции, особенно с учетом того, что Фейнмана официально не было в числе гостей» 108.

Укрывшись под маской анонимности, Фейнман ощутил себя свободным в речах. Как обычно, он вовсе не считал нужным сохранять бесстрастие, если не был согласен с выступавшим.

Нарликар рассказал об одном инциденте: «Я вспоминаю доклад Денниса Сиамы, когда он записал решение волнового уравнения как объемный плюс поверхностный интеграл. По какой-то причине это Фейнману не понравилось, и после спора он выступил с протестом, что поверхностный интеграл не должен браться на бесконечности. Он, вероятнее всего, считал, что лимит на бесконечности не может быть определен так хорошо. Деннис продолжил выступление, и после пары шагов доказательства заявил: «Теперь я беру поверхностный интеграл на бесконечности». Фейнман начал подниматься с места, наливаясь кровью, но его удержали Филипп Моррисон и Томми Голд» 109.

Псевдоним «мистер Икс» Ричард использовал, чтобы пошутить над собой. Фейнман не отступал от желания создавать себе имидж обычного парня с пролетарскими наклонностями, которому повезло заполучить сверхъестественные способности взламывать самые сложные загадки природы. Он не волновался, насколько его статус и титулы впечатляют других людей, это все он считал поверхностным и малозначительным. Намного больше ему нравилось развлекать окружающих шутками, собственным презрением к условностям и разными научными трюками.

Курс «Физика Икс» вырос из его желания стать Супер-Фейнманом, Кларком Кентом от физики, готовым в любой момент показать свою удивительную силу.

Вклад Уилера в конференцию «Природа времени», доклад «Трехмерная геометрия как носитель информации о времени», отражал его твердое убеждение, что вселенная началась с хаотического состояния: пены квантовых флуктуаций в море энергетических полей. В этой пене невозможно было идентифицировать время, прошлое, настоящее и будущее просто не существовали.

Несмотря на раннюю хаотичность, появление биологических систем на Земле миллиардами лет позднее потребовало определенного количества упорядоченной энергии, ситуации, которую физики описывают как «низкая энтропия».

Поскольку энтропия определяет недостаток уникальности, низкая энтропия ассоциируется с высоким уровнем упорядоченности. И подобное состояние требуется, чтобы запустить механизм времени, которое бы двигалось в направлении увеличения энтропии. И почему же, хотел знать Уилер, ситуация с низкой энтропией вообще реализовалась?

Он предположил, что вселенная началась с масштабной квантовой флуктуации, которая трансформировала все из предельного беспорядка в крайне маловероятное состояние низкой энтропии. В конечном итоге через миллиарды лет этот резервуар упорядоченной энергии сделал возможной эволюцию жизни и существование наделенных сознанием наблюдателей.

Подобные разумные существа могут наблюдать за вселенной и размышлять о том, каковы были условия ее возникновения. Следовательно, в некоей версии антропного принципа само наше существование налагает границы на условия изначального космоса, гарантируя, что он должен быть порожден чрезвычайно редкой разновидностью флуктуации.

Мистер Икс отверг концепцию колоссальной, снижающей энтропию флуктуации, он указал, что ненаучной выглядит попытка рассуждать о чем-то столь невероятном без единого доказательства. Он предложил не рассматривать такой неправдоподобный сценарий, а обратиться к другому объяснению.