О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга

Рис. 43. Обычные рамки физического предсказания предполагают фундаментальное различие между законами эволюции, граничными условиями и наблюдениями или измерениями. Для решения большинства научных вопросов такой схемы достаточно. Но «загадка замысла» в космологии глубже: она ставит вопросы о происхождении законов и о нашем месте в грандиозной картине космоса. Для ответа на них требуется более общая предсказательная схема, в которой переплетаются эти три составляющих. Именно такую схему и обеспечивает квантовый взгляд на космологию. Изображенная на рисунке взаимосвязанная триада образует концептуальное ядро новой квантовой теории космоса, в которой эволюция, граничные условия и наблюдения сведены в единую целостную схему предсказания. Ее взаимосвязанность означает, что любые законы квантовой космологии проистекают из смеси всех трех этих компонентов.

Спешу сообщить: в этой схеме элемент «наблюдения» не относится к ситуации, когда вы любуетесь окрестностями, крутя педали велосипеда. В квантовой космологии термин «наблюдение» воплощает фундаментальный квантовый акт, который я обсуждаю на всем протяжении этой главы: процесс, посредством которого в точках ветвления истории некий частный результат из диапазона возможных опций преобразуется в факт. Хотя такой процесс всегда включает в себя взаимодействие некоторого вида, он никоим образом не ограничивается наблюдениями, выполняемыми человеком, а порождаемые при этом факты не обязаны иметь что-либо общее с жизнью как таковой. Наблюдение может быть выполнено специально предназначенным для него приемником: котом Шрёдингера, куском кварца, нарушением симметрий в ранней Вселенной или даже единичным фотоном микроволнового фона.

Tриада, изображенная на рис. 43, подводит концептуальный итог разработанной Стивеном и мной новой космологии. В этом видении физическая реальность возникает в процессе, состоящем из двух шагов. На первом рассматриваются все возможные расширения историй Вселенной, каждая из которых зарождается, скажем, в лишенном границы начале. Истории разветвляются – причем каждое ветвление включает в себя игру случая, – производя в каждой ветви свои законы физики и, возможно, более высокие уровни сложности. Но этот непредставимый мир неопределенности и потенциальных возможностей описывает космос лишь в некотором состоянии предсуществования. На этом уровне не существует никаких предсказаний, здесь нет объединительных уравнений, нет глобального понятия времени, вообще ничего определенного – только спектр возможностей. Однако затем следует второй шаг – наблюдение, интерактивный процесс, который преобразует что-то из того, что может случиться, в то, что действительно случается.

Помните пустой дневник Тома Реддла из книг о Гарри Поттере? С космосом та же история. Область возможного содержит ответы на бесконечное множество разнообразных вопросов, но она говорит нам что-то о мире только, когда ее об этом спрашивают. В квантовой Вселенной – нашей Вселенной – осязаемая физическая реальность возникает из широкого горизонта возможностей посредством непрерывного процесса постановки вопросов и выполнения наблюдений.

Если говорить о будущем, то наблюдение есть обрезка ветвящегося дерева будущих путей развития; посредством наблюдения в опыте данного наблюдателя реализуется лишь один из них. Это направленное изнутри наружу эвереттовское описание ситуации квантового измерения, о котором я рассказывал. Но наблюдение обращено также и к прошлому. Когда Хокинг, как дельфийский оракул, произнес свое пророчество «история Вселенной зависит от вопроса, который вы ей задаете», я воспринял эти слова в буквальном смысле. Стивен по сути сказал, что вся совокупность фактов, которые характеризуют Вселенную вокруг нас, от свойств биосферы Земли до законов физики низких температур, составляют один грандиозный вопрос, заданный нами космосу. Идея нашей триады выражается в том, что этот великий вопрос ретроактивно вызывает к существованию немногие ветви космологической истории, которые обладают наблюдаемыми свойствами. Другими словами, наблюдение в квантовой космологии не просто ответ, найденный задним числом, или эффект антропной постселекции, действующий в гигантской предсуществовавшей мультивселенной, но фактор более глубокого уровня, неотъемлемая часть непрерывного процесса, посредством которого возникает физическая реальность – и, как мы утверждаем, физическая теория. В некотором смысле квантовая Вселенная и ее наблюдатели возникают и развиваются рука об руку, синхронно. Глубинный смысл философии, основанной на подходе «сверху вниз», подходе, который Стивен предвосхитил еще в 2002 году, – хотя у нас ушло намного больше времени на мысленные эксперименты, на поиски выхода из тупиков, на случайные моменты озарений, когда туман рассеивался, – заключается в том, что космологическая теория и феномен наблюдения связаны неразрывно.