Алиса Веспер – Последняя секунда Вселенной (страница 80)

Впервые двухщелевой эксперимент был проведен ученым Томасом Юнгом в 1801 году. Он полагал, что это доказало волновую природу света. На самом же деле свет фотоны (электроны, атомы и даже молекулы) могут вести себя и как волны, и как частицы.

В базовой версии двухщелевого эксперимента есть мощный источник света (лазерный луч), пластина с двумя параллельными щелями и экран за ней. Лазерный луч выпускает по одному фотону (или электрону) за раз. Если посмотреть на экран за щелями, то можно увидеть, что один фотон прошел через две щели, то есть он проявляет себя как волна. Но если понаблюдать, куда именно летит фотон, то он проходит только через одну щель. То есть становится частицей.

Это и называется эффектом наблюдателя (рис. 5) в физике. Нет, это не значит, что мы меняем реальность, просто глядя на нее. В физике наблюдением называется измерение, а эффект наблюдателя – это следствие несовершенства применяемых инструментов, которые изменяют состояние измеряемой величины.

Рис. 5. Эффект наблюдателя

Мы не можем просто посмотреть на электрон в телескоп – мы должны направить на него поток фотонов (частиц света), которые взаимодействуют с электронами и неизбежно оказывают на них влияние, изменяя характеристики электронов. Чем точнее измерение, тем сильнее сказывается на электронах воздействие фотонов.

Такой вот парадокс.

Для более полного погружения советую книгу «Вселенная. Курс выживания среди черных дыр, временных парадоксов и квантовой неопределенности» Д. Голдберга и Дж. Бломквиста.

В последние годы я много раз слышала, что люди, не связанные с физикой, обсуждают двухщелевой эксперимент в качестве метафоры. Почему бы и моим героям его не обсудить?

Существует несколько интерпретаций квантовой механики. Например, есть Копенгагенская интерпретация. До того, как наблюдатель посмотрел на мир, мир состоит из волн, которые и там, и здесь – везде. Реальности пока нет. А посмотрел, и – бах! – все в мире превратилось из вероятности в реальность. Волна перестала интерферировать и стала частицей. Это называется коллапсом волновой функции. Когда он случился, мир зафиксировался.

Но в «Последней секунде Вселенной» работает многомировая интерпретация Эверетта. Есть миры, похожие один на другой, есть те, что очень отличаются.

Когда-то они были одним миром, но в какой-то момент разошлись и со временем стали отличаться все сильнее и сильнее.

Представьте, что во время проведения двухщелевого эксперимента ненаблюдаемые электроны взаимодействуют одновременно с разными параллельными вселенными, а во время наблюдения они закрепляются в одной реальности. Есть также версия, что при измерении квантового объекта сам наблюдатель расщепляется на несколько версий, и каждая из них видит разный результат.

Но если миры постоянно расходятся, то почему их всего одиннадцать с половиной тысяч? А если я скажу, что, возможно, их больше? Намного больше. Может, их стало так много, что они превысили критическую массу данной Вселенной, и именно из-за этого механизм Перевременья не выдержал?

Кто знает, как было на самом деле…

А помните стихотворение Эйрика «самый краткий путь – сумма всех величин»? Эту идею я почерпнула из «Фейнмановских лекций по физике», том 6, глава 19. Нет, это не шутка.

Ричард Фейнман сформулировал уравнение, которое замещает классическое определение одиночной, уникальной траектории системы полной суммой (функциональным интегралом) по бесконечному множеству всевозможных траекторий для расчета квантовой амплитуды.

Обойдемся без уравнений. Просто посмотрите на три траектории, создающие вклад в вероятность перемещения квантовой частицы из точки A в точку B. А теперь представьте тысячи, миллионы, миллиарды траекторий. Ведь в представлении интеграла по траекториям квантовая амплитуда движется от точки А к точке В как интеграл по всем траекториям (рис. 6).

В общем, читайте Фейнмана, если хотите разобраться. Или попробуйте глянуть статью «Может ли наша реальность быть суммой всех прочих реальностей» на Хабре авторства OlegSivchenko.

Из художественной литературы на тему я могу посоветовать рассказ «Историю твоей жизни» Теда Чана (по нему сняли фильм «Прибытие» с Эми Адамс) и ранобэ или мангу «Квалиа сиреневого цвета» Уэо Хисамицу.

Рис. 6

Четыре наших героя всегда находили друг друга. Что это? Судьба? Провидение? Или, может, квантовая запутанность?

Это явление Альберт Эйнштейн прозвал «жутким действием на расстоянии». Он вообще невзлюбил квантовую механику.

Если говорить простыми словами, квантовая запутанность – это явление, при котором состояние двух или более элементарных частиц может быть взаимозависимым вне зависимости от их расстояния друг от друга. Даже если отдалить эти частицы на многие тысячи километров или поместить их на разных концах Вселенной друг от друга, каждая из них будет менять свое состояние в соответствии с изменением состояния другой частицы. Такие частицы называют запутанными, а само явление – квантовой запутанностью.

Запутанность нелокальна, и изменение объекта в одном месте мгновенно – и без всякого очевидного взаимодействия – изменяет другой объект совершенно в другом, этот квантовый феномен имеет экспериментальное подтверждение.

Хотя само понятие квантовой запутанности предложил в начале ХХ века Альберт Эйнштейн, математический метод доказательства того, что частицы могут быть запутаны между собой, был предложен спустя несколько десятилетий после него ирландским физиком Джоном Беллом. Этот метод получил название «неравенств Белла». Если при определении квантовой запутанности эти неравенства не имеют решения, то это доказывает наличие запутанности.

Тут я отсылаю вас к книге «Квантовая случайность. Нелокальность, телепортация и другие квантовые чудеса» Николя Жизана. Книга маленькая, но там есть над чем поломать голову.

А на этом физика заканчивается. Начинается магия.

В первой главе мы видим дерево, которое запоминает разговоры о любви, и узнаём про богиню, существующую только по четвергам. Эти два представления взяты (с некоторыми изменениями) из книги «Объясняя религию. Природа религиозного мышления» психолога и социально-культурного антрополога Паскаля Буайе. Во второй главе своей работы он размышляет о том, какие представления о сверхъестественном наиболее перспективны и способны закрепиться в памяти людей.

Например, утверждение «Бог только один! Он всемогущ. Но он существует только по средам», по мнению Буайе, не является особо перспективным, чтобы создать новое религиозное верование. Оно не вызывает сильных эмоций и вряд ли сможет привлечь новых адептов. Боги и люди не могут существовать только в определенный промежуток времени и особенно в какой-то день недели. Даже сверхъестественные сущности должны подчиняться определенным законам, которые соотносятся с повседневной жизнью.

Что ж, меня эта концепция заинтересовала больше других (всего их в списке 28) именно своей своеобразностью.

По мнению Буайе, утверждение «некоторые эбеновые деревья хранят в памяти разговоры, которые под ними велись» перспективнее первого, но ненамного. Представление о некоторых запоминающих деревьях может встретиться в каком-нибудь экзотическом веровании, но крепкую веру на этом не выстроишь. Тут я, пожалуй, соглашусь с автором. Но концепт красивый, не правда ли?

Один из самых важных персонажей книги – это «сестра» Айвина Рия. Он называет ее големом, и эта ассоциация вполне обоснована. Она подменыш, созданный искусственно. Подменыши часто встречались в европейском фольклоре. Согласно средневековым поверьям, волшебные существа (тролли, эльфы, фейри) похищали некрещенных младенцев, а взамен оставляли зачарованную куклу или другое волшебное существо.

Есть версия, что причиной появления подобных представлений была высокая младенческая смертность или странное поведение ребенка. Ирландская фольклористка Сьюзен Эберли, проанализировав описания подменышей, пришла к выводу, что все они изображают реальных детей, но с определенными патологиями развития. Средневековые врачи не знали, что детский паралич возникает после перенесенного полиомиелита, а различные генетические аномалии могли вызывать у тогдашних людей настоящий ужас. Подменышами могли считать детей с синдромом Дауна, синдромом кошачьего крика, болезнью Хантера, синдромом Вильямса, синдромом Прадера-Вилли и т. д. Синдром Вильямса даже получил неофициальное название «лицо эльфа».

Рия же настоящий подменыш. С големом ее роднит искусственное происхождение. Однако в моем представлении Рия скорее кратт – существо из эстонской мифологии (часто эстонцы произносят это как «кратть»).

Кратт – это дух-обогатитель, волшебный помощник, и изготовить его может каждый из сена, старых бытовых орудий или любых подручных средств. Но будьте осторожны – чтобы он «ожил», нужно дать дьяволу три капли собственной крови. Кратта нужно постоянно загружать работой, ведь если он освободится, то может убить своего хозяина.

Чтобы избавиться от кратта, нужно поручить ему невыполнимое дело, например, вычерпать воду из колодца решетом. Выполнение невыполнимого задания приводит к тому, что кратт сгорает на работе. Такая вот ирония. Эстонцы считали, что след от метеора в ночном небе – это кратт, которые летит выполнять задание.