Дэвид Дойч - Начало бесконечности

Замечание объяснимости: хотя до сих пор с точки зрения обитателей описываемых вселенных мой рассказ был бы объяснением неразумным, оно необязательно неразумно для нас. Воображаемые необъяснимые миры помогают разобраться в природе объяснимости. Поэтому в предыдущих главах я уже описывал несколько необъяснимых миров, а в этой главе опишу ещё. Но в конечном счёте я хочу рассказать об объяснимом мире, а именно о нашем.

Замечание о терминологии: мир — это вся физическая реальность. В классической (доквантовой) физике считалось, что мир состоит из одной вселенной и представляет собой нечто вроде всего трёхмерного пространства на всём протяжении времени и со всем содержимым. Как я объясню далее, согласно квантовой физике, мир гораздо больше и сложнее — это мультивселенная , в которую (помимо всего прочего) входит множество таких вселенных. Историей мы назовём последовательность событий, происходящих с объектами и, возможно, с их идентичными партнёрами. Так, в моём рассказе мир пока представляет собой мультивселенную, состоящую из двух вселенных, но с единственной историей.

Итак, наши две вселенные не должны оставаться идентичными. Что-то вроде сбоя телепортатора сделает их разными. Однако, как я сказал, может показаться, что такая возможность исключается упомянутыми ограничениями на информационный поток. Законы физики в вымышленной вселенной детерминистические и симметричные. Так что же способен сделать телепортатор, отчего вселенные станут различаться? Может показаться, что любая операция одного экземпляра, осуществляемая в первой вселенной, должна повторяться его двойником во второй, и вселенные так и останутся одинаковыми.

Как ни странно, это не так. Две идентичные сущности при детерминистических и симметричных законах вполне могут стать различными. Но чтобы это случилось, изначально они должны быть более чем точными образами друг друга: они должны быть неотличимы [78], что означает идентичность буквально во всех аспектах, за исключением того, что их две. В моём рассказе понятие неотличимости будет появляться неоднократно. Этот термин заимствован из юриспруденции, где он относится к юридической фикции, признающей определённые сущности идентичными для таких целей, как оплата долгов. Например, долларовые банкноты неотличимы по закону, то есть если вы взяли в долг доллар, то, если не оговорено обратное, необязательно возвращать именно эту конкретную банкноту. Баррели нефти (определённого сорта) также неотличимы. А вот лошади нет: если вы одолжили у кого-то лошадь, то вернуть придётся именно её; не подойдёт даже её однояйцевый близнец. Но физическая неотличимость, о которой я здесь говорю, не основана на признании . Её смысл заключается в том, чтобы быть идентичными, а это совсем другое и контринтуитивное свойство. Лейбниц в своём учении о «тождестве неразличимых» дошёл до того, что исключил существование таковых в принципе. Но он ошибался. Даже независимо от физики мультивселенной, мы теперь знаем, что фотоны и при некоторых условиях даже атомы могут быть неотличимы. Первое достигается в лазерах, второе — в устройствах, называемых «атомными лазерами». Последние выбрасывают сгустки чрезвычайно холодных, неотличимых атомов. Как такое возможно без возникновения трансмутации, взрывов и тому подобного, я расскажу ниже.

Во многих учебниках и научных статьях по квантовой теории, даже в тех немногих, которые поддерживают многомировую интерпретацию, понятие неотличимости практически не обсуждается и даже не упоминается. Тем не менее оно присутствует повсеместно, прямо под концептуальной поверхностью, и я считаю, что его явное выражение поможет объяснить квантовые явления безо всяких ухищрений. Как вскоре станет ясно, это свойство ещё более странное, чем предполагал Лейбниц, гораздо более странное, чем, например, множественные вселенные, которые в конечном счёте не противоречат здравому смыслу — просто их много. Это свойство допускает совершенно новые типы движения и информационных потоков , отличные от всего, что можно было себе представить до появления квантовой физики, а значит, и радикально иную структуру физического мира.

В некоторых ситуациях деньги неотличимы не только юридически, но и физически; и, будучи привычным, это обстоятельство даёт хорошую модель для размышления о неотличимости. Например, если на вашем (электронном) счету лежит один доллар и банк начисляет ещё один доллар в качестве бонуса за лояльность, а затем снимает доллар в виде платы за обслуживание, то нет смысла выяснять, был ли снят тот же доллар, что положен, или тот, что уже находился на счету до этого, или же снятый доллар частично состоит из того и из другого. И это не просто потому, что мы не можем узнать , был ли это тот же доллар, или решили, что нам это не важно: физика происходящего просто исключает такое понятие, как снятие исходного доллара или снятие того, который был добавлен позже.

Доллары, лежащие на банковских счетах, можно назвать «конфигурационными» сущностями: это состояния или конфигурации объектов, а не то, как мы обычно представляем себе сами физические объекты. Ваш банковский счёт воплощается в состоянии определённого устройства для хранения информации. В каком-то смысле вы владеете этим состоянием (согласно закону изменить его без вашего согласия никто не может), но само устройство или любая его часть вам не принадлежит. И в этом смысле доллар — абстракция. В действительности это фрагмент абстрактного знания . Я отмечал в главе 4, что, как только знание воплощается в физической форме в какой-либо подходящей среде, оно стремится там остаться. Таким образом, когда физический доллар изнашивается и уничтожается монетным двором, абстрактный доллар вынуждает монетный двор перевести его в электронную форму или заново напечатать в бумажном виде. Это абстрактный репликатор, с тем отличием (не свойственным репликаторам), что он старается не распространиться, а скопироваться в бухгалтерские книги и резервные копии в памяти компьютера.

Другим примером неотличимых конфигурационных сущностей в классической физике служит количество энергии: если крутить педали велосипеда, пока не наберётся кинетическая энергия десять килоджоулей, а затем тормозить, пока половина её не рассеется в виде тепла, то не важно, рассеялись ли первые пять набранных килоджоулей, или вторые, или какая-то их комбинация. Важно, что рассеялась половина имевшейся энергии. Оказывается, что в квантовой физике элементарные частицы тоже являются конфигурационными сущностями. Вакуум, который мы считаем пустым по обыденным меркам и даже на атомном уровне, на самом деле не пустота, а богато структурированная сущность, называемая «квантовым полем». Элементарные частицы представляют собой высокоэнергичные конфигурации этой сущности — «возбуждения вакуума». Так, например, фотоны в лазере — это конфигурации вакуума внутри его «резонатора». Когда в нём представлены несколько таких возбуждений с идентичными свойствами (энергией и спином), то невозможно указать, какое из них появилось первым или какое покинет резонатор следующим. Есть только свойства, характеризующие каждое из них, а также их количество.