Когда я учился в университете, наш препод по философии заправлял галстук в штаны. Во время лекций я смотрел на него и думал о том, что философия – это наука для кухонь: когда ты сидишь на кухне, пьёшь водку и попыхиваешь дешёвыми сигаретами, тебя так и тянет пофилософствовать. Некоторые умные люди, философствуя подобным образом, додумывались до того, что наша Вселенная не единственная, причём охренеть какая не единственная. Согласно их рассуждениям, каждое наше действие, у которого могло быть несколько вариантов развития, провоцировало создание ответвляющихся Вселенных, в каждой из которых и реализовался тот или иной вариант. Приближённо говоря, ты встаёшь с дивана и думаешь, куда бы тебе пойти – налево в кухню или направо в туалет. В этой точке реальность раздваивается, и в первом дочернем мире ты идёшь налево, а во втором – направо. Если представить, сколько людей живёт в одном только твоём городе и сколько действий они совершают в единицу времени, можно прикинуть в уме, что альтернативных Вселенных у нас с вами получится больше, чем шпал на железной дороге. Но мы же с вами смелые, мы не боимся больших чисел! Впрочем, это всё лирика.
А теперь физика. Я не буду отрицать, что на заре времён все науки вышли из философии, которую придумали древние греки, потому что у них не было водки, а был только сильно разбадяженный портвейн. Тем не менее, на текущем этапе развития физика выглядит куда правдоподобнее, чем философская болтовня о тонких мирах. Именно по этой причине я заинтересовался теорией множественных Вселенных, лишь прочитав об этой теории в книге, посвящённой квантовой физике.
С квантовой точки зрения эта теория, называющаяся «многомировой интерпретацией», определяется как реальность, состоящая из множества Вселенных, в каждой из которых реализуется одна из возможностей вероятностной волны. Чтобы понять, о чём тут идёт речь, нам снова предстоит ненадолго погрузиться в теорию. Эту теорию я проиллюстрирую двумя наиболее популярными примерами: двухщелевым экспериментом и знаменитым котом Шрёдингера.
В прошлом столетии физики-теоретики очень долго не могли разобраться, что собой представляют фотоны – кванты света, считающиеся переносчиками электромагнитного взаимодействия – частицы или волны? Для этой цели проводились эксперименты, которые в итоге привели к парадоксальному выводу: это одновременно и волны, и частицы. Так появилось понятие «корпускулярно-волновой дуализм», на котором и строится вся квантовая механика. Одним из определяющих всё это безобразие экспериментов был опыт с источником света, светонепроницаемой заслонкой, в которой проделаны две узкие щели, и находящимся позади неё экраном, на который проецировалось изображение от источника света, прошедшего через щели. Свет представляет собой поток фотонов, и для того, чтобы вычислить, как этот поток распределится на экране по прохождении через щели в заслонке, требовалось рассматривать свет как волну. В этом соображении экспериментаторы руководствовались вот чем: если бы свет был простым потоком частиц, то на экране мы бы увидели ровные проекции двух щелей, однако по факту изображение оказывалось намного более сложным, размытым и наслаивающимся само на себя. Но с другой стороны, взяв отдельный квант света и внимательно за ним наблюдая, физики обнаруживали, что он вёл себя как обычная частица и на экране приземлялся там, где ему и следовало приземлиться согласно законам оптики. Одним из базисных законов квантовой механики является то, что если мы экспериментируем с волной, не глядя на неё, то эта волна волной и остаётся, но как только мы решим на неё посмотреть с помощью некоего измерительного прибора, тут же произойдёт схлопывание волны в частицу, называющееся квантовым коллапсом. Бред полный, но именно так в квантовой механике всё и обстоит.
Второй эксперимент – это эксперимент Шрёдингера. Его отличие от предыдущего опыта в том, что в действительности его никто не проводил и проводить не собирался (кота жалко). Этот широко известный эксперимент был и остаётся исключительно мысленным, но даже так он не менее показателен. Мы представляем себе закрытую со всех сторон коробку, в которой находятся источник гамма-излучения, прибор-регистратор (счётчик Гейгера), стеклянная колба с синильной кислотой, механизм для разбивания этой колбы и кот. Когда прибор фиксирует присутствие гамма-частицы внутри коробки, он запускает разбивающий колбу с ядом механизм, и этот яд убивает нашего с вами несчастного кота. Но это происходит только в том случае, если гамма-квант ведёт себя как частица. Если же он имеет свойства волны, то в коробке ничего такого не случается, и кот остаётся жив. Из предыдущего опыта мы знаем, что гамма-излучение, представляющее собой те же фотоны, только более высокой энергии, ведёт себя одновременно и как частица, и как волна, если мы на него не смотрим. Из этого получается, что, пока коробка закрыта, кот внутри неё одновременно и жив, и мёртв. Странно, да? Вот бы это увидеть! Но увидеть пребывающего в таком странном состоянии квантового кота мы не сможем, поскольку, как только мы откроем коробку и посмотрим внутрь, гамма-волна сколлапсируется, и кот будет либо определённо жив, либо определённо мёртв. Скорее второе. Бедный кот.
Как же это можно соотнести с нашей теорией ветвящихся Вселенных? Довольно просто. Для этого нам с вами надо будет осмыслить две вещи. Первая из них заключается в том, что все процессы во Вселенной можно описать универсальной функцией состояния, подчиняющейся уравнению Шрёдингера.* Это волновая функция, которая ни при каких обстоятельствах не испытывает коллапса, и она применима абсолютно ко всему, в том числе и к нам с вами, а не только к квантовым котам. Именно поэтому я, ты, эти двое и вон те, которые стоят там, - все мы тоже проявляем волновые свойства. Это второй момент.
А теперь вернёмся к эксперименту номер 1. Представим вместо потока фотонов себя и свою жизнь. Когда мы сталкиваемся с заслонкой, мы можем выбрать, в левую щель нам пойти или в правую. Если в это время на нас никто не смотрит, да и мы сами, подобно страусу, зарыли голову в тазик с песком или салатом «Оливье», мы сохраняем волновые свойства и идём сразу в обе. На плоскости экрана наша жизнь распадается на две. Но если кто-нибудь решит оценить ситуацию трезвым взглядом, то мы, конечно же, пройдём только через одну щель и сколлапсируемся в частицу, которая живёт только в одной реальности и в единственном числе.
В эксперименте номер 2 мы представляем себя на месте кота. Имеем примерно ту же картину: пока никто, включая нас самих, не суёт свой любопытный нос в наши квантовые состояния, мы одновременно и живём, и не очень. Быть одновременно живым и мёртвым в одной и той же реальности невозможно с точки зрения биологии, поэтому можно смело утверждать, что мы пребываем в двух реальностях.
Человеческое мышление склонно к объединению. Если мы видим перед собой несколько объектов, мы стараемся объединить их в систему, чтобы лучше понять, как они соотносятся между собой и как взаимодействуют. Давайте попробуем двух котов – живого и мёртвого – объединить в нечто цельное. Для этого нам понадобится такое понятие, как квантовая суперпозиция. Что это означает? Строго говоря, это как раз и есть объединение нескольких взаимоисключающих состояний. Если кот жив, он не может быть мёртв. Если кот мёртв, он не может быть жив. Если же кот одновременно и жив, и мёртв, мы имеем суперпозицию. В данном случае она сводится к объединению двух волновых функций, одна из которых описывает живого кота, а вторая – мёртвого. Таким образом, мы получаем третью функцию, которая описывает одновременно оба состояния. Такая функция объективно существует. Если перестать мучить несчастного кота и применить принцип суперпозиций ко всей нашей скорбной реальности, объединив в одну функцию всё, что только можно, мы так же получим некоторое реально существующее уравнение. Если есть уравнение, описывающее такую многомировую интерпретацию, значит, должно существовать и всё это непостижимое множество миров, в одном из которых мы идём налево, в другом направо, а в третьем пьём водку и философствуем на кухне.
Но раз множественные Вселенные действительно существуют, то почему же мы их не видим, почему всё время находимся только в пределах одной-единственной? Увы, это невозможно – невозможно по той же причине, по которой мы не можем увидеть одновременно живого и мёртвого кота, а можем только теоретически обосновать его существование. Квантовые состояния описываются волновыми функциями, но как только мы смотрим на эти волны, происходит коллапс. Поэтому нашим несовершенным глазам дано видеть только частицы.
На этом мы, пожалуй, и остановимся. Так что до новых встреч в эфире. Добра вам и побольше Вселенных, хороших и разных.
* Уравнение Шрёдингера – обобщённо говоря, линейное уравнение, которое описывает изменение заданного волновой функцией состояния, происходящее во времени и пространстве.
Помочь сайту
Поздравления
