В поисках кота Шредингера. Квантовая физика и реальность

Уравнения квантовой механики говорят нам, что внутри ящика в знаменитом мысленном эксперименте Шрёдингера есть две версии волновой функции – «живой кот» и «мертвый кот» – и они в равной степени реальны. Привычная нам Копенгагенская интерпретация смотрит на эти возможности с другого угла и заявляет, в свою очередь, что обе волновые функции одинаково нереальны и что только одна из них обращается реальностью, когда мы заглядываем в ящик. Интерпретация Эверетта полностью принимает квантовые уравнения на веру и гласит, что оба кота реальны. В ящике есть живой кот и есть мертвый кот, но они находятся в разных мирах. Радиоактивный атом в ящике не распался и не не распался, но сделал и то и другое. При необходимости принять решение весь мир – вся Вселенная – раскололся на две версии самого себя, которые идентичны во всем, за исключением того, что в одной из версий атом распался, и кот умер, а в другой атом не распался, и кот остался жив. Все это похоже на научную фантастику, но на самом деле эта трактовка гораздо глубже любой научной фантастики, будучи основана на безупречных математических уравнениях, стройном и логичном следствии буквального прочтения квантовой механики.

Превосходя научную фантастику

Значение работы Эверетта, опубликованной в 1957 году, заключается в том, что он взял эту, казалось бы, возмутительную идею и поставил ее на крепкий математический фундамент, используя доказанные законы квантовой теории. Одно дело рассуждать о природе Вселенной, но совсем другое – облечь эти рассуждения в полную, самодостаточную трактовку реальности. Конечно, Эверетт был не первым, кому это пришло в голову, но он, похоже, разработал свои идеи совершенно самостоятельно, не попав под влияние любых более ранних предположений о множественных реальностях и параллельных мирах. Большая часть этих ранних рассуждений – и множество тех, которые появились после 1957 года, – действительно оказалась на страницах научно-фантастических книг. Самая ранняя трактовка, которую я смог обнаружить, принадлежит Джеку Уильямсону и высказана в романе «Легион времени», впервые опубликованном в 1938 году.

Местом действия многих научно-фантастических историй становится «параллельная» реальность, в которой Юг победил в американской Гражданской войне или Испанская армада смогла завоевать Англию и так далее. В некоторых описываются приключения героя, который путешествует во времени, перемещаясь из одной альтернативной реальности в другую; другие непонятным языком объясняют, как такая альтернативная реальность может отколоться от нашей собственной. В оригинальном романе Уильямсона речь идет о двух альтернативных мирах, ни один из которых не обладает конкретной реальностью, пока что-то не происходит в прошлом – в тот момент, когда происходит разделение миров (в этой истории есть и «обычный» рассказ о путешествиях во времени, и действие замыкается в круг, как и сам аргумент). В идее слышится эхо редукции волновой функции, описанной в классической Копенгагенской интерпретации, а знакомство Уильямсона с новыми идеями 1930-х годов становится очевидным из отрывка, в котором герой объясняет, что происходит:

При замене волн вероятности на конкретные частицы мировые линии объекта перестают быть фиксированными и прямыми путями, которыми они были прежде. Геодезия допускает бесконечное количество вариаций возможных ветвей, оставляя это на усмотрение субатомного индетерминизма.

Мир Уильямсона – это мир призрачных реальностей, где разворачивается действие героического романа. Одна из этих реальностей редуцируется и исчезает, когда принимается важнейшее решение, а другой призрак становится настоящей реальностью. Мир Эверетта – это мир многих настоящих

реальностей, в котором все миры одинаково реальны и в котором – увы! – даже герои не могут перемещаться из одной реальности в соседнюю. Но версия Эверетта – это научный факт, а не научная фантастика.

Рис. 11.1.

Фраза «параллельные миры» предполагает, что альтернативные реальности располагаются бок о бок в «сверхпространстве-времени». Эта картина ошибочна.

Рис. 11.2. На более точной картине Вселенная постоянно делится, как ветвистое дерево. Но эта картина все равно ошибочна.