Грег Иган - Синглетон

Постепенно я взял себя в руки. Машина подала сигнал, напоминая, что я забронировал номер в мотеле, до которого осталось несколько километров.

- у меня было время о многом подумать, - продолжила Элен. Что бы ни говорил закон или ортодоксы, все арии есть часть человечества. И у меня есть то, чем обладал почти каждый из когда-либо живших. Человеческая психология, человеческая культура, человеческая мораль - и все они развивались с иллюзией, что мы живем в рамках единой истории. Но это не так, поэтому в далекой перспективе чем-то придется пожертвовать. Можешь назвать меня старомодной, но я скорее соглашусь на эксперименты с нашей физической природой, чем откажусь от всей нашей идентичности.

- И какие у тебя сейчас планы? - спросил я, помолчав.

- Мне нужно образование.

- Что ты хочешь изучать?

- Пока еще не выбрала. Есть столько всего разного. Зато я знаю,

чем буду заниматься потом.

- Да? - Машина свернула с шоссе, направляясь к мотелю.

- Ты дал начальный толчок, но этого недостаточно. Есть люди в миллиардах других вероятностных миров, где Квасп еще не изобретен - а природа устроена так, что всегда будут миры без него. Какой нам смысл обладать им, если мы не делимся с другими? Все эти люди заслуживают возможности делать собственный выбор.

- Путешествия между мирами - непростая проблема, - мягко пояснил я. - И сложностей тут на несколько порядков больше, чем при создании Квас па.

Элен улыбнулась, признавая это, но уголки ее губ сложились, образуя такой знакомый упрямый рисунок.

- Дай мне время, папа, - сказала она. - Дай мне только время.

Перевел с английского Андрей НОВИКОВ

© Greg Egan. Singleton. 2002. Печатается с разрешения автора. Повесть впервые опубликована в журнале «Interzone».

В каком же мире мы живем? Теоретики разработали несколько ответов на этот вопрос - так называемых интерпретаций. В настоящее время большинство физиков склоняется к «интерпретации многих миров» (ИММ), которую мы и рассмотрим более подробно.

Что такое ИММ? Эта интерпретация, связанная с квантовой теорией, известна под многими названиями: "интерпретация Эверетта», "относительного состояния», "мультиисторическая» или "мультивселенная». Автор ее, физик Хью Эверетт-третий, дал свои наименования: «метатеория относительного состояния» или "теория универсальной волновой функции», но после работ Де Витта ее чаще всего называют ИММ.

ИММ включает два предположения и несколько следствий.

Метафизическое предположение: волновая функция не просто кодирует всю информацию об объекте, но существует независимо от наблюдателя и реально является объектом.

Физическое предположение: наблюдатель не играет особой роли, и, следовательно, коллапса волновой функции не происходит. Для нерелятивистских систем хорошим приближением к реальности является волновое уравнение Шрёдингера.

Главное следствие (остальные для краткости опустим) состоит в том, что каждое измерение вызывает разложение, или декогерентность, универсальной волновой функции на невзаимодействующие и по большей части не перекрывающиеся ветви, истории или миры. Эти "истории» образуют ветвящееся дерево, которое объединяет все возможные исходы каждого взаимодействия. Каждое историческое "что если», совместимое с начальными условиями и физическими законами, реализуется.

ИММ есть реформулирование опубликованной Эвереттом в 1957 году теории, рассматривающей процесс наблюдения или измерения целиком в рамках волновой механики квантовой теории, без при влечения дополнительных предположений, как в "копенгагенской интерпретации» (см. ниже). ИММ - это возврат к классическому, доквантовому взгляду на Вселенную, в котором все математические сущности физической теории реальны. Например, в классической физике электромагнитные поля Максвелла или атомы Дальтона считаются реальными объектами. Эверетт обращается с волновой функцией сходным образом. Он также предполагает, что волновая функция во время наблюдения или измерения подчиняется тому же волновому уравнению, что и в остальное время. Это и есть главное предположение ИММ: волновое уравнение соблюдается универсально и всегда.

Эверетт обнаружил, что новая, более простая теория «относительного состояния» предсказывает: взаимодействие между двумя (или более) макросистемами расщепляет объединенную систему на суперпозицию (то есть наложение) продуктов относительных состояний. Любой элемент суперпозиции - а каждый из них есть продукт состояний субсистемы - развивается независимо от других ее элементов. Состояние макросистем, ставших взаимно «сцепленными», становится невозможно понять в изоляции друг от друга, поэтому они должны рассматриваться как одна композитная система. Уже нельзя говорить о состоянии одной (суб)системы в изоляции от другой (суб)системы. Вместо этого мы вынуждены иметь дело с состояниями субсистем относительно друг друга.

Если одной из систем является наблюдатель, а взаимодействием - наблюдение, тогда эффектом наблюдения станет расщепление наблюдателя на несколько копий. Отдельно взятая копия будет наблюдать лишь один из возможных результатов измерения и не подозревать о других результатах и существовании других наблюдателей-копий. Взаимодействие между системами и окружающей средой каждой из них, включая общение между различными наблюдателями в одном и том же мире, вызывает локальное расщепление (или декогерентность) на невзаимодействующие ветви универсальной волновой функции. Таким образом, весь мир весьма быстро расщепляется на взаимно ненаблюдаемые, но одинаково реальные миры.

В соответствии с ИММ все возможные исходы квантового взаимодействия реализуются. Волновая функция, вместо того чтобы коллапсировать в момент наблюдения, продолжает эволюционировать детерминистским образом, охватывая все заключенные внутри нее вероятности. Все исходы существуют одновременно, но более не взаимодействуют друг с другом, а каждый мир-предшественник расщепляется на взаимно ненаблюдаемые, но одинаково реальные миры.

Возникает логичный вопрос: а есть ли другие теории, кроме ИММ? Да сколько угодно. Впрочем, как пишет Прайс, кроме ИММ, ему «неизвестны другие квантовые теории, являющиеся научными в смысле описания модели реальности и свободные от внутренних противоречий».

Возьмем для примера "копенгагенскую интерпретацию». Она постулирует, что наблюдатель подчиняется другим физическим законам, чем не-наблюдатель, а это уже возврат к витализму. Статус волновой функции здесь также допускает двоякое толкование. Если волновая функция реальна, то теория не является локальной (это не смертельно, но неприятно). Если же волновая функция не реальна, то теория не предлагает модели реальности.