Джон Гриббин – В поисках кота Шредингера. Квантовая физика и реальность (страница 49)

Стоит подчеркнуть еще кое-что. Даже если путешествия во времени теоретически возможны, могут существовать непреодолимые практические сложности с пересылкой материальных объектов во времени. Но отправка сообщений сквозь время может оказаться относительно легким делом, если мы найдем способ использовать частицы, которые движутся назад во времени в соответствии с Фейнмановской интерпретацией реальности.

которой мгновенное «сейчас» движется с постоянной скоростью, является чрезмерным упрощением. Настоящая картина представляет собой многомерную диаграмму Фейнмана, все возможные миры, и «сейчас» развертывается в каждом из них, на каждой ветви и извилине. В этих рамках осталось ответить на величайший вопрос - почему наше восприятие реальности такое, какое оно есть? Почему выбор путей в квантовом лабиринте, начавшийся с Большого взрыва и ведущий прямо к нам, оказался именно той дорогой, которая привела в итоге к появлению интеллекта во Вселенной?

Ответ заключается в идее, которую часто называют «антропным принципом». Он гласит, что условия, существующие в нашей Вселенной, - это единственные условия, не считая легких вариаций, которые могли позволить развиться такой жизненной форме, как человек, а потому любой разумный вид вроде нас неизбежно должен наблюдать вокруг себя вселенную, похожую на нашу74. Если бы Вселенная была другой, нас бы не было, и мы бы ее не наблюдали. Можно представить, что Вселенная с момента Большого взрыва идет по множеству различных квантовых путей. В некоторых из этих миров, так как различные квантовые варианты выбираются прямо перед началом расширения Вселенной, звезды и планеты вообще не формируются, а жизнь в знакомой нам форме так и не зарождается. Если взять конкретный пример, в нашей Вселенной, похоже, частицы материи превалируют над малым количеством частиц антиматерии, которые могут и вовсе отсутствовать. На это может не быть фундаментальной причины - возможно, реакции во время огненной вспышки Большого взрыва прошли именно так просто случайно. Это столь же вероятно, как и представление о том, что Вселенная должна быть пустой или что она должна в основном состоять из того, что мы называем антиматерией, и вмещать в себя лишь немного материи - или вообще не вмещать ее. В пустой Вселенной не существовало бы жизни в привычном нам смысле; во Вселенной антиматерии могла бы зародиться такая же жизнь, как у нас, как будто бы в настоящем зеркальном мире. Загадка в том, почему идеальный для жизни мир должен был зародиться в Большом взрыве.

Антропный принцип гласит, что может существовать множество возможных миров и что мы представляем собой неизбежный продукт нашего типа вселенной. Но где остальные миры? Являются ли они призраками, как взаимодействующие миры Копенгагенской интерпретации? Относятся ли они к различным жизненным циклам всей Вселенной, до Большого взрыва, который породил пространство и время в привычном нам смысле? Или могут ли они быть многими мирами Эверетта, существующими под прямыми углами к нашему собственному? Мне кажется, что это лучшее объяснение из доступных сегодня и что ответ на загадку о том, почему мы видим Вселенную именно такой, в достаточной степени компенсирует тяжелый багаж интерпретации Эверетта. Большая часть альтернативных квантовых реальностей не подходит для жизни и является пустой. Условия, идеально подходящие для жизни, очень специфичны, поэтому, когда живые существа оглядываются назад на квантовый путь, который привел к появлению их самих, они видят конкретные события, рукава квантовой дороги, которые могут даже не быть самыми вероятными на статистической основе, но при этом являться именно теми путями, которые ведут к разумной жизни. Множественность миров, похожих на наш, но при этом обладающих собственной историей, - в которых Британия до сих пор правит всеми своими североамериканскими колониями или в которых североамериканские аборигены колонизировали Европу, - представляет собой лишь маленький уголок гораздо более огромной реальности. Специфические условия, подходящие для жизни, были выбраны из массива квантовых возможностей не по воле случая, а по воле выбора. Все миры одинаково реальны, но только в подходящих мирах есть наблюдатели.

Успех экспериментов команды Аспе при проверке неравенства Белла ограничил

Я в общих чертах описал антропный принцип в своей книге «В поисках мультивселенной» (Penguin , Лондон, 2010); более подробно о нем можно прочитать в книге «Случайная вселенная» Пола Дэвиса.

количество возможных интерпретаций квантовой механики только двумя. Нам приходится принять либо Копенгагенскую интерпретацию с призрачными реальностями и полумертвыми котами, либо интерпретацию Эверетта с множеством миров. Конечно, есть вероятность, что ни одно из двух лучших предложений в научном супермаркете не является верным и что обе эти альтернативы ошибочны. Может существовать еще одна интерпретация квантовой механики, которая разрешает все загадки, разрешаемые и Копенгагенской интерпретацией, и интерпретацией Эверетта, включая и проверку неравенства Белла, и которая выходит за границы нашего сегодняшнего понимания - так же, быть может, как общая теория относительности превосходит и вмещает в себя специальную теорию относительности. Но если вы решите, что это самый легкий путь, самое простое разрешение дилеммы, вспомните, что любая такая «новая» интерпретация должна объяснять все, чему мы научились с момента великого прыжка Планка в темноту, и что она должна объяснять это столь же хорошо (или лучше), как и две текущие интерпретации. Это весьма серьезный запрос, но не в обычае науки лениво отстраниться и ждать, пока кто-нибудь найдет «лучший» ответ на наши проблемы. В отсутствие лучшего ответа нам приходится встречать те следствия, которые дает нам лучший из имеющихся ответов. Даже во второе десятилетие XXI века, после более восьмидесяти лет интенсивных попыток лучших физических умов разгадать загадку квантовой реальности, нам приходится признать, что наука в настоящий момент может предложить только эти два альтернативных описания строения мира. На первый взгляд ни одно из них не кажется приятным. Простыми словами: либо ничто не реально, либо реально все.

Эту дилемму, быть может, не решат никогда, поскольку есть вероятность, что невозможно разработать эксперимент, позволивший бы выбрать одну из двух интерпретаций, не включив в него путешествия во времени. Но понятно, что один из наиболее способных квантовых философов Макс Джеммер не преувеличивал, сказав, что «теория мультивселенной, без сомнения, является одной из самых смелых и самых

вызывающих теорий за всю историю науки» 75. Она в буквальном смысле объясняет все, включая жизнь и смерть котов. Я неисправимый оптимист, а потому эта интерпретация квантовой механики мне особенно близка. Все возможно, и своими действиями мы выбираем собственные пути по многим мирам кванта. В том мире, в котором живем мы, ты получаешь то, что видишь, не существует скрытых параметров, Бог не играет в кости и все реально. О Нильсе Боре часто рассказывают, будто однажды в 1920-х кто-то пришел к нему с безумной идеей, целью которой было разрешение одной из загадок квантовой теории, и он ответил: «Ваша теория безумна, но недостаточно безумна, чтобы быть правдой» 76. На мой взгляд, теория Эверетта безумна достаточно, чтобы быть правдой, и на этой прекрасной ноте я собираюсь закончить наши поиски кота Шрёдингера.

Эпилог Неоконченное дело

История о кванте, которую я рассказал в этой книге, кажется аккуратно выдержанной и сухой, за исключением полуфилософского вопроса, нравится ли вам больше Копенгагенская или многомировая интерпретация. Лучшего способа рассказать эту историю в книге не существует, однако это не вся правда. История кванта еще не завершена, и сегодня теоретики трудятся над задачами, которые могут помочь сделать следующий шаг, который будет

Философия квантовой механики. С. 517.

Цит. по: например, Уилсон Роберт. Вселенная по соседству. С. 156.

настолько же фундаментальным, как шаг Бора, когда он проквантовал атом. Попытка написать об этом неоконченном деле окажется путаной и неудовлетворительной. Принятые точки зрения на то, что является важным, а что можно спокойно игнорировать, могут совершенно измениться к тому моменту, когда книга выйдет из печати. Однако, чтобы у вас было хоть какое-то представление о том, как может пойти развитие, в этом эпилоге я расскажу о неоконченных страницах квантовой истории и дам пару намеков на то, чего можно ожидать в будущем.

То, что в квантовой теории таится гораздо больше, чем видно нашему глазу, становится ясным из ветви квантовой теории, которую обычно называют бриллиантом в короне квантовой науки, самым великим ее завоеванием. Это квантовая электродинамика, или КЭД для краткости, теория, которая «объясняет» электромагнитное взаимодействие с позиции кванта. Квантовая электродинамика расцвела в 1940-х годах и оказалась такой успешной, что ее использовали в качестве модели для теории сильного ядерного взаимодействия, которая, в свою очередь, стала называться квантовой хромодинамикой, или КХД, так как она изучает взаимодействия частиц под названием кварки, обладающих свойствами, которые теоретики причудливо обозначили названиями цветов. И все же в квантовой электродинамике есть существенный недостаток. Теория работает, но только после подгонки математики таким образом, чтобы она соответствовала нашим наблюдениям мира.