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

Уилер часто думал об ушедших, а уж о Фейнмане у него было огромное количество приятных воспоминаний. Тем не менее он оставался бодрым и ценил то время, что осталось ему в этом мире, и получал удовольствие от общения с Джанет, детьми и внуками. Его активность в физическом сообществе не падала, он посещал конференции, писал статьи и встречался с молодыми исследователями.

Уилер делил время между Принстоном, где с помощью ассистента, Эмили Беннет, работал в офисе как профессор в отставке, и Хай-Айленд, Мэн, своим летним убежищем, где собиралась вся семья. Тихо и щедро он помогал тем, кто занимается историей физики, и продолжал общаться со многими из бывших студентов, особенно с Кеном Фордом. В соавторстве они написали автобиографию Джона.

Достигнув девяностолетнего возраста, Уилер решил, что нужно немножко замедлить темп и сконцентрировать усилия на более важных делах. Он сосредоточился на вопросе «Откуда возникает бытие?», осознавая, что простого ответа тут быть не может. И даже когда здоровье его начало слабеть (сердечный приступ поразил Уилера в 2001-м), он раз или два в неделю являлся в офис, чтобы прочесть письма, узнать новости из области физики и поработать самому.

Утром 13 апреля 2008 года, тихим весенним воскресеньем, Джон Арчибальд Уилер мирно умер в своем доме после воспаления легких. Некролог в «Нью-Йорк Таймс» процитировал слова Фримена Дайсона: «Поэтический Уилер подобен пророку, что стоит как Моисей на вершине горы, глядя на обетованную землю, которую его люди унаследуют в один день» 151.

Как появляется заключение? Почему мы завершили нашу книгу последней главой?

Что это говорит о природе времени?

Во многих древних культурах конец всегда был одновременно и началом, саги рассказывали снова и снова, дословно, поколение за поколением слушателей; смерть всегда вела к новому рождению.

Ритмы повседневной жизни и движение знакомых нам астрономических тел, таких как Солнце, Луна и планеты, наводят на мысль, что время циклично, что одни и те же шаблоны повторяются снова и снова, и результат их предсказуем. Знание того, что будет, выглядит успокаивающим, и ничего удивительного, что многие люди любят ритуалы, начиная от религиозных церемоний и заканчивая ежегодными праздниками.

Циклическое время успокаивает, линейное же представляет сулящий награду вызов. Того, кто добрался до конца книги, ждет определенная веха: конец усилиям. Линейная история с введением, основной частью и заключением обеспечивает ощущение порядка и цели.

Есть много стрел времени: существует космологическая стрела времени, связанная с расширением вселенной, термодинамическая стрела неуменьшающейся энтропии, эволюционная стрела увеличения сложности, стрела контура распада при слабом взаимодействии, психологическая стрела сознания и т. д. Но остается загадкой, как связаны между собой все эти стрелы.

Циклическое против линейного – традиционное противопоставление, когда речь идет о времени. Философские соображения заставляют многих мыслителей выбрать одно из двух – например, в дебатах по поводу того, было ли время до Большого взрыва или даже сам Большой взрыв. Но по большому счету ученые предпочитают строить свои модели на основе доказательств, а не на умозрительных выкладках. Природа (по меньшей мере на знакомом нам, классическом уровне) показывает наличие как того, так и другого: некоторые процессы повторяются, другие являются однонаправленными. Сегодня мы имеем третий взгляд на время: как на лабиринт из миллиардов возможностей. В современную информационную эпоху с Интернетом и гипертекстом мы оказались в лабиринте бесконечной сложности.

Работы Хорхе Луи Борхеса, Филипа Дика и многих других писателей представляют время как калейдоскоп альтернативных реальностей, взаимодействующих друг с другом. Каждый день мы совершаем огромное количество актов выбора онлайн, и понимаем, пусть даже в литературном смысле, что мы навеки потеряны в саду расходящихся тропок.

Интернет, обладающий лабиринтоподобной структурой, может служить эмблемой того, что наука двигается в сторону параллелизма, оставив позади цикличность и линейность. Ключевая идея в том, что нет определенности для любого объекта – перемещаться ему по кольцевой, прямой или изогнутой траектории, но каждый компонент системы должен взаимодействовать с другими всяким возможным путем.

Столько вариантов…

Только законы сохранения и другие физические ограничения, например постоянство электрического заряда, сдерживают подобные взаимодействия. Иногда, правда, их пересматривают в соответствии с экспериментальными данными, и это требует размышления о том, как налагать новые ограничения.

В конечном итоге появляется нить Ариадны, с помощью которой можно пройти через лабиринт возможностей: организующий принцип. Такой механизм отбора открывает оптимальный маршрут через реальность вероятностей, и иногда, например, в классической физике, он один, определенный конкретным образом, но в других случаях, как в квантовой физике, это набор пиков на диаграмме распределения вероятностей.

Если взять чтение, книга – с введением, основной частью, и да, с заключением – может служить организующим принципом для темы, на которую она написана. Выборы, сделанные автором (-ами), редактором (-ами) и др. создают линейное повествование, которое служит путеводителем через громадный лабиринт информации.

Как Ричард Фейнман понял еще в молодые годы, прототипом для всего этого является оптика. Простыми словами, мы представляем, что свет путешествует по прямой, отражается от зеркал и изгибается в линзах, поскольку он всегда сфокусирован в виде тонкого луча. Но если мы не имеем дело со специально настроенным лазерным лучом, то реальная картина выглядит иначе. Фейнмановское прочтение принципа наименьшего времени Ферма помогло ему догадаться, что каждый луч – не более чем хребет на вершине невидимой горной цепи интерферирующих волновых паттернов. Наименьшее время как организующий принцип приносит порядок в мешанину световых волн в пространстве, и результатом становятся световые лучи.

Фейнман блестяще приложил тот же концепт лабиринта взаимодействующих компонентов – в рамках законов сохранения и организующего принципа – к области элементарных частиц. Как он описал свою общую методологию, выступая в Эсалене: «Моя игра очень интересна. Это воображение в жестких рамках. Позволяется лишь то, что согласуется с известными законами физики» 152.