Чтение онлайн

Для Эйнштейна это было слишком. Он нередко задавал своим гостям вопрос: «Неужели Луна существует потому, что на нее смотрит мышь?» Для квантового физика ответ в определенном смысле может быть «да».

Эйнштейн и его коллеги нападали на Бора с вопросом: как может квантовый микромир (где коты бывают одновременно живыми и мертвыми) сосуществовать с миром здравого смысла, который все мы видим вокруг? Ответ был такой: наш мир от мира атомов отделяет «стена». По одну сторону стены правит здравый смысл. По другую — квантовая теория. Стену при желании можно передвинуть, но результат будет тот же.

Эту интерпретацию, какой бы странной она ни казалась, специалистам по квантовой физике преподавали 80 лет. Не так давно в отношении копенгагенской интерпретации возникли некоторые сомнения. Сегодня у нас есть нанотехнологии, при которых мы манипулируем отдельными атомами. На экране сканирующего туннельного микроскопа атомы похожи на пушистые теннисные мячики. (Во время съемок сюжета для BBC-TV мне довелось попасть в лабораторию Almaden фирмы IBM в Сан-Хосе (штат Калифорния) и даже подвигать отдельные атомы при помощи крохотного зонда. Сегодня мы можем играть с атомами, а ведь когда-то считалось, что они настолько малы, что даже увидеть их человеку никогда не удастся.)

Как мы уже говорили, век кремния медленно подходит к концу, и кое-кто считает, что на смену кремниевым транзисторам придут молекулярные. Если так, то парадоксы квантовой теории лягут в фундамент каждого компьютера будущего. Когда-нибудь на них, возможно, будет основана мировая экономика.

Космическое сознание и множественность вселенных

Существует две альтернативные интерпретации парадокса, связанного с котом, уводящие нас в самые странные владения науки: в царство Бога и множественность вселенных.

В 1967 г. второе решение задачи кота сформулировал нобелевский лауреат Юджин Вигнер, работы которого легли в основу квантовой механики и создания атомной бомбы. Он сказал, что только существо, обладающее сознанием, может провести наблюдение, которое приведет к схлопыванию волновой функции. Но кто может сказать, что такая личность существует? Невозможно отделить наблюдателя от наблюдаемого, так что, может быть, это существо тоже одновременно живо и мертво. Иными словами, должна существовать другая волновая функция, включающая в себя и кота, и наблюдателя. Чтобы убедиться в том, что наблюдатель жив, вам потребуется второй наблюдатель, который будет наблюдать за первым. Второго наблюдателя называют «другом Вигнера»; он необходим, чтобы все волновые функции схлопнулись. Но кто может сказать, что второй наблюдатель жив? Его придется тоже включить в волновую функцию, которая все разрастается. Но так не может продолжаться до бесконечности. Ясно, что без бесконечного числа «друзей» вы не сможете схлопнуть предыдущую волновую функцию и убедиться, что они живы. Здесь не обойтись без некой формы «космического сознания», или Бога.

Вигнер сделал вывод: «Невозможно сформулировать законы (квантовой теории) в полном и непротиворечивом виде без ссылки на сознание». Может, поэтому в конце жизни он заинтересовался ведантой и философией индуизма.

При таком подходе Бог или какое-то другое вечное сознание наблюдает за всеми нами, схлопывая наши волновые функции, чтобы можно было сказать, что мы живы. Эта интерпретация дает тот же физический результат, что и копенгагенская, так что опровергнуть ее невозможно. Но из нее следует, что сознание — фундаментальная сущность Вселенной, причем более фундаментальная, чем атомы. Материальный мир приходит и уходит, а сознание остается как определяющий элемент — значит, сознание в определенном смысле создает реальность. Само существование атомов, которые мы видим вокруг себя, основано на нашей способности их видеть и прикасаться к ним.

(Здесь важно отметить, что некоторые считают, что раз сознание определяет существование, то сознание может и управлять существованием, например посредством медитации. Им кажется, что мы можем сами создавать реальность на собственный вкус. Такое мнение, каким бы привлекательным оно ни казалось, противоречит квантовой механике. В квантовой физике сознание производит наблюдения и таким образом определяет состояние реальности, но сознание не может заранее знать, какое состояние реальности на самом деле существует. Квантовая механика позволяет нам только дать реальности возможность занять одно определенное состояние, но управлять реальностью и заставлять ее делать то, что нужно нам, мы не можем. Так, в азартных играх можно математически рассчитать вероятность получения флэш-рояля, но это не означает, что можно каким-то образом управлять картами и действительно получить его по желанию. Невозможно выбирать вселенные, как невозможно по собственному желанию сделать кота живым или мертвым.)

Множественность вселенных

Третий способ разрешить парадокс — интерпретация Эверетта, или теория многомирности, предложенная в 1957 г. Хью Эвереттом. Это самая необычная теория. По ней Вселенная непрерывно дробится и образует мультивселенную, состоящую из множества вселенных. В одной вселенной мы имеем мертвого кота. В другой — живого. Такой подход можно сформулировать следующим образом: волновые функции никогда не схлопываются, они просто расщепляются. Теория многомирности Эверетта отличается от копенгагенской интерпретации только тем, что из нее исключено последнее положение: коллапс волновой функции. В каком-то смысле это простейшая формулировка квантовой механики; простейшая, но одновременно самая тревожная.

У третьего подхода есть очень серьезные следствия. Если он верен, то все вселенные могут существовать — все, даже очень странные и на первый взгляд невозможные. (Однако чем вселенная необычнее, тем меньше вероятность ее существования.)

Это означает, что люди, умершие в нашей вселенной, в другой могут быть живы. И эти умершие люди готовы утверждать, что именно их вселенная настоящая, а наша (в которой они мертвы) — поддельная. Но если «духи» умерших все еще живы где-то, то почему мы не можем с ними встретиться? Почему мы не можем прикоснуться к этим параллельным мирам? (Каким бы странным это ни казалось, в такой картине мира Элвис Пресли до сих пор живет в одной из вселенных.)

Более того, некоторые из этих вселенных сами могут быть мертвы и безжизненны, а другие могут выглядеть в точности, как наша, за исключением какого-то определяющего фактора. К примеру, попадание одной-единственной космической частицы — крохотное квантовое событие. Но что произойдет, если эта частица пройдет сквозь мать Адольфа Гитлера, произойдет выкидыш, и младенец не родится? Крохотное квантовое событие — столкновение одного космического луча — вызовет расщепление вселенной. В одной ее части Вторая мировая война не начнется, и 60 млн человек не придется умирать. В другой мы все знаем, что произошло. Эти две вселенные разойдутся достаточно далеко, но первоначально их разделило одно крохотное квантовое событие.

В научной фантастике этот феномен исследовал Филип Дик в романе «Человек в высоком замке», где параллельная вселенная тоже возникает в результате одного события: убийства Франклина Рузвельта. Это поворотное событие означает, что США не готово ко Второй мировой войне, что нацисты и японцы побеждают и в конце концов делят США надвое.

Но выстрел от осечки тоже отличает одно событие — искра в пороховом заряде, которая определяется сложными молекулярными реакциями с участием электронов. Так что не исключено, что квантовые флуктуации в порохе определят, произойдет выстрел или нет, а следовательно, и тех, кто победит: союзники или нацисты.