Грег Иган – Лестница Шильда (страница 25)

Он внутренне собрался и продолжил, слегка расслабившись. Было очевидно, что он поклялся пролить свет на объект исследований, сколько бы миров и эго ни ставило бы это решение на кон.

― Сарумпет был прав во всем, что происходило до Мимозы, и мы не имеем права не учитывать этого факта! В определенном смысле и мы были правы, стараясь как можно меньше отклоняться от его канонов. Но такой подход лишь загнал нас в угол, где мы продолжаем строить все новые и новые, с каждым разом более вычурные и усложненные «поправки» к исходному набору правил. Но что нам на самом деле говорят правила Сарумпета? — Софус остановился и оглядел присутствующих, словно ожидая, что кто-то выступит добровольцем. Но он завладел всеобщим вниманием, и аудитория молчала. — Мы можем сформулировать их полудюжиной способов, и все они одинаково элегантны и убедительны. Комбинаторный перебор амплитуд вероятностей перехода между квантовыми графами. Экспоненциально растущий гамильтониан[62] временной эволюции вектора состояния. Имеются также формулировка через лагранжианы,[63] категории, операции над кубитами[64] и, вероятно, еще около сотни версий, у каждой из которых отыщутся преданные сторонники-энтузиасты, которые мне ни за что не простят досадную забывчивость относительно их любимицы. Но что они все говорят нам в конечном счете? Что наш вакуум стабилен. А почему они говорят нам именно это? А потому что этого потребовал от них Сарумпет! Если бы из правил вытекало что-то иное, он бы признал их неверными, разве нет? Стабильность вакуумного состояния — не то предсказание, какое следует из глубинных принципов и должно быть удовлетворено любою ценой; это просто первостепенный критерий успешного дизайна теории. Сарумпет обнаружил простые и красивые аксиомы, отвечавшие его целям, но в математике полным-полно столь же красивых утверждений, которые не годятся на роль аксиом теории, описывающей все, что происходит во Вселенной.

Софус опять остановился, сплел руки, наклонил голову. Чикайе показалось, что он просит аудиторию быть к нему снисходительной. То, о чем он только что заявил, представлялось столь очевидным и бесспорным, что добрую половину слушателей наверняка озадачило, чтоб не сказать разозлило: как это лектор посмел в тысячный раз расходовать их время болтовней о подобных трюизмах.

― Наш вакуум стабилен. На этом крюке Сарумпет подвесил все созданное им. Но почему же его правила оказались так поразительно успешны, если теория его в конечном счете базируется на предположении, которое, как мы теперь знаем, не соответствует действительности?

Софус помедлил, позволив вопросу на миг повиснуть в воздухе, затем резко сменил предмет речи.

— Не знаю, многие ли из вас слыхали о правилах суперотбора?[65] сам выучил этот термин едва месяц назад, проведя целое историческое исследование. Это древнее понятие, рожденное на заре квантовой механики. Оно присутствовало в ее понятийном аппарате лишь первые несколько веков, а потом люди научились толком обращаться со своими инструментами. Всякий знает, что среди аксиом квантовой механики есть относящаяся к суперпозиции векторов: если возможные физические состояния обозначить как V и W, то допустимо и образование aV + bW, где для всех возможных пар комплексных чисел а и Ь их сумма квадратов, то есть полная амплитуда вероятности, равна единице. Если же это утверждение справедливо, почему мы никогда не наблюдаем квантовое состояние с вероятностью положительного заряда 50 % и отрицательного заряда 50 %? Сохранение заряда не является существенным для теории. Если люди могут приготовить пару фотонов, каждый элемент которой с одинаковой вероятностью находится на каждой из сторон континента, почему нельзя изготовить систему, где такое положение дел справедливо для электрона тут и позитрона там… — Софус поднял сперва левую руку, затем правую, — или vice versa?[66] Сотню лет с небольшим люди отвечали на этот вопрос примерно так: «О, для заряда действуют правила суперотбора! Обычно вы легко можете скомбинировать векторы состояния… но если они принадлежат различным секторам суперотбора гильбертова пространства,[67] этого нельзя сделать!» Так получилось, что существуют странные гетто, отграниченные друг от друга, обитателям их не дозволено смешиваться. Отграничены от ? Механизма нет, системы тоже; это просто-напросто непреложный голый факт, кое-как задрапированный изящной терминологией. Но постепенно люди пошли дальше и разработали методы квантовой механики, позволявшие работать при опущенных барьерах. И постепенно начерченные на картах разграничительные линии отошли в такое давнее прошлое, что и припомнить-то их затруднительно. Если бы какой-то новичок задал невинный вопрос старшему студенту: «А почему суперпозиция разных зарядов невозможна?», ответ был бы: «А потому что это запрещено правилами суперотбора, идиот!»

Софус опустил взгляд и спустя миг продолжил, подпустив в голос ехидцы:

― Конечно, мы все усложнили. Никто больше не верит в подобную ерунду — и даже ребенок знает истину. Электрон и позитрон в идентичной позиции коррелировали бы с кардинально друг от друга состояниями фонового электрического поля, и если ты не располагаешь средствами, позволяющими отследить все тончайшие детали и учесть их при наблюдении, распознать суперпозицию шансов не будет. Вместо этого считается, что два различных зарядовых состояния претерпевают декогеренцию, и ты расщепляешься на две версии себя самого, причем у каждой своя правда: одна считает, что зафиксировала электрон, а другая готова поклясться, что наблюдала позитрон! И хотя правил суперотбора, таким образом, не существует, мир выглядит так, как если бы они присутствовали и работали, как если бы математика это допускала… в той или иной форме.

Тут Чикайя ощутил, как обстановка в амфитеатре неуловимо переменилась. Прежде, оглядывая собравшихся, он отметил, что в большинстве своем они недоумевают, чего ради их заставили выслушивать столь тривиальные рассуждения. Они привыкли относиться к Софусу с уважением, делали скидку на его репутацию и проявляли готовность дослушать его до конца, не ожидая, впрочем, никаких откровений, смирившись с мучительно занудным пережевыванием базовых концептов их области. Теперь стулья заскрипели, слушатели заерзали, точно разом решив, что равнодушие и легкое разочарование стоит отбросить, и лекция принимает оборот, бесспорно, достойный более пристального внимания.

Пока это настроение ширилось по амфитеатру, у Чикайи по позвоночнику внезапно пробежали мурашки. Он не осмелился бы утверждать, что предвидел следующие слова лектора, но его телесной реакции они отвечали как нельзя лучше.

― Я считаю, что правил Сарумпета не существует, — заявил Софус. — Ни исходных, ни расширенных, дополненных и усовершенствованных, которые объяснили бы нам, что случилось на Станции Мимоза. Но мир от этого не перестает выглядеть так, как он и выглядел бы, если б у нас не было иного выхода, как только выдумать эти правила.

Воцарилось молчание. Чикайя обернулся к Мариаме, подумав, что она могла извлечь из предыдущих речей Софуса больше, но у нее был столь же озадаченный вид. Чикайя просто поразился Софусовой решительности. Мариаму же его заявления, казалось, встревожили, если не повергли в ужас.

― Как же могут правила Сарумпета представляться нам истинными, если они ложны? — продолжал Софус. — Как может наш вакуум казаться стабильным, если он неустойчив? Я полагаю, что ответ на оба этих вопроса лежит в той же области, что и решение другого парадокса, сформулированного почти двадцать тысяч лет назад. Как может наша Вселенная вести себя в согласии с правилами классической механики, если на самом деле она подчиняетя квантовой механике? Иллюзию классичности создает наша неспособность отследить поведение квантовой системы во всех его аспектах. Если мы не в состоянии наблюдать всю систему, если она так велика и сложна сама по себе, если она запутана с окружением, которое то информация, отделяющая подлинную суперпозицию, где альтернативные реальности сосуществуют и взаимодействуют, от классической смеси взаимоисключающих возможностей, для нас теряется. Я считаю, что тот же эффект работает и в случае с правилами Сарумпета. Как это возможно? Правила Сарумпета обладают квантовой природой. Они приложимы к системам, которые, как подразумевается, не претерпевают декогеренции и не обретают классического оттенка. Как же может взаимодействие с окружением разрешить столь глубоко квантово-механический по своей природе парадокс?

Софус улыбнулся, но явно с тяжелым сердцем.

― Ответ был у нас под носом все двадцать тысяч лет. Электрон, заряженная частица, преобразующая обыкновенный вакуум в своем окружении и нечто совершенно иное, все же подчиняется квантовой механике, если рассматривать ее поведение с точки зрения степеней свободы. Положение частицы описывается квантовой механикой, а заряд — классической физикой. Даже если мы прилагаем все усилия, чтобы изолировать электрон от его окружения, мы неизбежно терпим неудачу применительно к другой половине проблемы. Декогеренция скрывает суперпозицию различных зарядовых состояний, но не различных положений частицы. Наша ошибка имеет классический характер, а успех — квантово-механический. Мы полагали, что правила Сарумпета относятся исключительно к квантово-механической части проблемы: это был конец истории, самый низкий уровень, правила, описывающие поведение идеально изолированной системы. Конечно, мы принимали как должное, что на практике полностью изолировать что бы то ни было от его окружения нельзя, однако дело было не в этом. Сама Вселенная, совокупность всех систем, по умолчанию подчинялась правилам Сарумпета, потому что, как бы тщательно мы ни исследовали мельчайшие фрагменты ее, как бы старательно ни вычленяли их из общей структуры и как бы скрупулезно ни изучали, мы наблюдали только соответствие этим законам. Это и было роковой ошибкой. Электрон показывает нам, как могут сосуществовать квантовые и классические свойства. Вы можете добиться определенного квантового поведения системы, отношениях, но это не значит, что вы докопались до самого ядрышка. уверен, что правила Сарумпета имеют природу. Часть общего вектора состояния любой системы подчиняется им, но не весь вектор в целом. Та часть, для которой правила Сарумпета справедливы, взаимодействует с окружением одним способом: она изменяет его, преобразуя в то, что мы называем вакуумом. А остальные компоненты вектора ведут себя Они создают совсем другие состояния. Мы можем проследить поведение системы до планковских масштабов, и все, что мы видим, есть не более чем один классический результат измерения: в соответствии с ним, правила Сарумпета совершенно точны, а наш вакуум абсолютно устойчив.