Джеймс Глик - Путешествия во времени. История

Однако мы уже знаем, что в реальном мире всегда царит некоторая неразбериха. Измерения приблизительны. Знание несовершенно. «Детали сходятся одна с другой не плотно, а с некоторым люфтом, — писал Уильям Джеймс, — так что выкладывание одной из них не обязательно определяет, какие будут остальными». Вероятно, Джеймс был бы приятно удивлен откровениям квантовой физики: точное состояние частиц узнать попросту невозможно ; бал правит неопределенность; на смену идеальному часовому механизму, о котором мечтал Лаплас, пришли распределения вероятностей. «Признается, что возможности могут превосходить подлинные условия, — мог бы сказать Джеймс (то есть он действительно это сказал, но намного раньше, чем до этого дошла реальная наука), — и что вещи, не открытые еще нашему знанию, могут сами по себе оказаться неопределенными». Вот именно. Физик со счетчиком Гейгера не в состоянии догадаться, когда раздастся очередной щелчок. Можно предположить, что наши современные квантовые физики-теоретики присоединились бы к Джеймсу и вместе с ним приветствовали бы индетерминизм.

Все компьютеры в наших мысленных экспериментах, если не всегда в наших домах, детерминистские, потому что они так спроектированы. Аналогично научные законы — детерминистские, потому что люди их так записали . Они идеально точны, что достижимо в мыслях или в Платоновом идеальном царстве, но невозможно в реальном мире. Уравнение Шредингера — первейший инструмент современной физики — разбирается с неопределенностями, сводя вероятности в единую систему — волновую функцию, описывающую амплитуду вероятности. Чудовищно абстрактный объект эта волновая функция! Физик может записать ее как Ψ и не беспокоиться слишком о ее содержании. «Откуда мы ее взяли? — спрашивал Ричард Фейнман. — Ниоткуда. Невозможно вывести ее из чего бы то ни было нам известного. Она вышла из головы Шредингера». Она просто была и остается поразительно эффективной. И стоит ею воспользоваться, как уравнение Шредингера возвращает детерминизм в процесс. Расчеты носят детерминистский характер. Имея надлежащие входные данные, хороший квантовый физик может с определенностью рассчитать результат и продолжить вычисления. Единственная проблема возникает при возвращении от идеализированных уравнений в реальный мир, который они, по идее, должны описывать. Нам в конце концов приходится парашютировать из Платоновой абстрактной математики в подлунный мир лабораторных столов. В этот момент, когда требуется провести акт измерения, волновая функция схлопывается, или коллапсирует (как говорят физики), вырождаясь в конкретное физическое состояние. Кот Шредингера оказывается либо жив, либо мертв. Как говорит лимерик,

Коллапс волновой функции в квантовой физике служит поводом для споров в квантовой физике, предметом которых является не математика, а философский подтекст. Что все это может означать — вот основная проблема, и различные подходы к ней называются интерпретациями. Есть копенгагенская интерпретация, первая из многих. Копенгагенский подход состоит в том, что коллапс волновой функции — неудобная необходимость, этакая физиологическая потребность, без которой не обойтись [208] Откуда она взялась, эта идея копенгагенской интерпретации? Во-первых, Копенгаген — прозвище, которым студенты для краткости любят называть Нильса Бора. На протяжении нескольких десятков лет Копенгаген был для квантовой теории тем же, чем Ватикан для католичества. Что же до «интерпретации», то это слово, кажется, впервые появилось в Германии как Geist в выражении Kopenhagener Geist der Quantentheorie (Вернер Гейзенберг, 1930). . Девиз этой интерпретации «Заткнись и считай». Есть еще бомовская интерпретация, гипотеза о «скрытых параметрах», квантовое байесианство, объективный коллапс и — последняя по порядку, но определенно не по значению — многомировая. «Стоит пойти на любую встречу, и оказываешься будто в священном городе во время большого переполоха, — говорит физик Кристофер Фукс. — Встретишь все религии и жрецов каждой из них, сцепившихся в священной войне».

Многомировая интерпретация — фантастическая выдумка, которую защищают некоторые умнейшие физики нашего времени. Это интеллектуальные наследники Хью Эверетта, если не Борхеса. «Многомировая интерпретация воплощает в себе весь блеск и публичность, — написал Филип Болл, английский популяризатор науки (из физиков), в 2015 г. — Она утверждает, что у каждого из нас имеется множество копий, которые живут другими жизнями в других Вселенных и, вполне возможно, занимаются всем тем, о чем мы мечтаем, но чего никогда не добьемся (или на что никогда не осмелимся). Кто мог бы сопротивляться такой идее?» (Он-то может, вообще говоря.) Поборники многомировой интерпретации подобны Плюшкиным, они не в состоянии ни от чего избавиться. Для них не существует таких вещей, как невыбранная тропка. Все, что может случиться, случается. Все возможности реализуются, если не здесь, то в другой Вселенной. В космологии Вселенных тоже хватает. Брайан Грин называет девять различных типов параллельных Вселенных: «стеганая», «инфляционная», «бранная», «циклическая», «ландшафтная», «квантовая», «голографическая», «условная» и «окончательная». Многомировую интерпретацию невозможно опровергнуть средствами логики. Она слишком притягательна: любой аргумент, который можно выдвинуть против нее, был уже рассмотрен и (как им кажется) отвергнут ее заслуженными защитниками.

Для меня лично самые эффективные физики — те, кто сохраняет некоторую скромность в отношении своей программы. Бор сказал: «В нашем описании природы целью является не раскрытие реальной сути явлений, но лишь прослеживание как можно глубже отношений между многообразными аспектами нашего опыта». А вот слова Фейнмана: «У меня есть приблизительные ответы, и возможные убеждения, и различная степень уверенности в отношении разных вещей, но я не уверен ни в чем абсолютно». Физики создают математические модели, обобщенные и упрощенные — по определению неполные (согласно Геделю) и лишенные богатства и разнообразия реальности. Модели выявляют закономерности среди беспорядка и пользуются ими. В самих моделях времени нет. Они существуют в неизменном виде. График, отражающий время и расстояние в декартовых координатах, содержит в себе и прошлое, и будущее. Пространственно-временная диаграмма по Минковскому безвременна. Волновая функция безвременна. Эти модели идеальны, и они существуют в неизменном виде. Мы можем воспринять их при помощи собственного мозга или компьютера. Окружающий мир, с другой стороны, всегда полон сюрпризов [209] Разработанный Фейнманом аппарат диаграмм, называемых диаграммами Фейнмана, позволяет считать позитрон электроном, который движется назад во времени. Прим. науч. ред. .