Читаем Реально ли многомирие? онлайн бесплатно

Параллельные, пересекающиеся, ветвящиеся и вновь сходящиеся вместе миры. Что это — выдумка писателей-фантастов или реальность, ещё неосознанная?

Тема многомирия, развиваемая философами с античных времён, в середине XX века стала предметом обсуждения физиков. На основе принципа взаимодействия наблюдателя с квантовой реальностью появилась новая интерпретация квантовой механики, получившая название «оксфордской». Её автор, молодой физик Хью Эверетт, встречался с Нильсом Бором, основателем общепринятой на тот момент «копенгагенской» интерпретации квантовой механики. Но общего языка они не нашли. Их миры разошлись…

Идея о множественности миров зародилась на огромных пространствах от гор и равнин Эллады до Тибета и долины Ганга в Индии около 2500 лет назад. Рассуждения о многомирии можно найти в поучениях Будды, в беседах Левкиппа и Демокрита. Известный философ и историк науки Виктор Павлович Визгин проследил эволюцию этой идеи у античных философов — Аврелия Августина, Николая Кузанского, Джордано Бруно, Бернара Ле Бовье де Фонтенеля. В конце XIX — начале XX века в этом ряду появляются и отечественные мыслители — Николай Фёдоров с его «Философией общего дела», Даниил Андреев с «Розой мира», Велимир Хлебников в «Досках судьбы» и Константин Циолковский, чьи идеи ещё очень мало изучены.

XX век в науке — это, по общему признанию, «век физики». И физика не могла обойти молчанием фундаментальный мировоззренческий вопрос: живём мы в единственной Вселенной или существует множество вселенных — миров, подобных нашему либо отличных от него?

В 1957 году среди многочисленных философских разновидностей идеи многомирия появилась первая строго физическая. В журнале «Reviews of Modern Physics» (1957, v. 29, № 3, p. 454–462) опубликована статья Хью Эверетта III «"Relative State" Formulation of Quantum Mechanics» («Формулировка квантовой механики через "соотнесённые состояния"»), и возникло новое направление в науке: эвереттика, учение о физичности многомирия. В русском языке термин образовался от имени автора главной физической идеи; на Западе чаще говорят о «многомировой интерпретации» квантовой механики.

Почему сегодня эти идеи обсуждают не только физики и почему в адрес Эверетта звучит весь спектр оценок и эмоций — от «гениальный физик» до «абстрактный фантазёр»?

Эверетт предположил, что Вселенная Коперника — только одна из вселенных, а основа мироздания — физическое многомирие.

С точки зрения наиболее общей космологической теории хаотической инфляции, развиваемой многими известными физиками, мироздание представляется мультиверсом, «древом ветвей», в каждой из которых свои «правила игры» — физические законы. И в каждой ветви мультиверса свои «игроки» — элементы природы, весьма отличные от наших частиц, атомов, планет и звёзд. Они взаимодействуют, порождая «пространства и времена», специфические для каждой ветви. Поэтому большинство ветвей мультиверса — абсолютная terra incognita для нашего восприятия и понимания. Но есть среди них и те, условия в которых благоприятны для возникновения Разума нашего типа. В одной из таких вселенных мы и живём.

До последнего времени физики, изучающие «правила игры» в нашей ветви мультиверса, обращали внимание на всё — от сильного взаимодействия в мельчайших частицах вещества до гравитации, управляющей метагалактиками, — за исключением сознания — того феномена реальности, который и определяет специфику нашей Вселенной.

Фактически табуированное в теоретической физике, сознание изучается «пограничными» с гуманитарной областью науками — психологией, психиатрией, социологией и т. п. При этом сознание чётко не выделяется из сложного комплекса психического — триады сознания, разума, интеллекта.

А в пионерской статье Эверетта сознание наблюдателя впервые получило статус «физического параметра». И это вторая основа, на которой развилась эвереттика.

С эвереттической точки зрения «ощущаемая реальность» представляет собой множество классических реализаций физических миров (КРФМ) и построенных на их основе разумно осознанных миров, отражающих взаимодействие Наблюдателя с единственной квантовой реальностью нашего универса. Эта совокупность, по предложению ведущего научного сотрудника ФИАН, доктора физико-математических наук, профессора Михаила Борисовича Менского, получила название «альтерверс».

Суть эвереттической трактовки событий в нашей ветви мультиверса сводится к тому, что ни один из возможных исходов квантового взаимодействия Наблюдателя и Объекта не остаётся нереализованным, однако каждый из них осуществляется в своей КРФМ («параллельной вселенной», как её часто называют в популярной литературе).

Ветвление КРФМ порождает «соотнесённое состояние» Эверетта — взаимодействующее единство Наблюдателя и Объекта. Согласно концепции Эверетта, квантово-механическое взаимодействие Объекта и Наблюдателя приводит к образованию совокупности разных миров, причём число ветвей равно числу физически возможных исходов этого взаимодействия. И все эти миры реальны.

Основываясь на таком физическом фундаменте, называемом сегодня оксфордской интерпретацией квантовой механики, эвереттика обобщает постулат Эверетта на общий случай любого взаимодействия. Это утверждение эквивалентно тому, что признаётся реальным физическое многомирие, которое включает в себя сознание как неотъемлемый элемент.

Оксфордскую интерпретацию квантовой механики сегодня пропагандируют физики, чей авторитет в мире современной физики бесспорен, но и оппонируют ей также безусловные авторитеты (например, Роджер Пенроуз). Их контраргументы не опровергают физической корректности построений Эверетта (её математическая безупречность проверена неоднократно специалистами экстра-класса), а относятся к той самой области, от признания физичности которой и уклонялась до сих пор квантовая механика, — роли психического в Мироздании. Главным основанием для отказа в признании идей Эверетта служит утверждение, что эти идеи «экспериментально недоказуемы». Действительно: нельзя серьёзно обсуждать теорию, которую принципиально невозможно ни доказать, ни опровергнуть в эксперименте или путём наблюдений. Убедительная сила эвереттических постулатов недостаточна для всеобщего признания эвереттики.

Это, однако, не дискредитирует эвереттику, поскольку доказать что-либо «всем и навсегда» невозможно хотя бы потому, что перед тем, как потребуется доказательство, должно возникнуть чувство сомнения в справедливости обсуждаемого утверждения. А сомнение возникает в процессе усвоения смысла предмета доказательства, который требует затрат духовных сил, и не все и не всегда к этому готовы.

Вот как определил эту ситуацию Герман фон Гельмгольц (1821–1894), один из последних в истории науки универсальных учёных, который занимался исследованиями, связывающими медицину, физику и химию: «Автор новой концепции, как правило, убеждается, что легче открыть новую истину, чем выяснить, почему другие его не понимают». Так было в XIX веке, так же осталось и в веке XXI.

Эвереттика расширила круг базовых идей для описания физического многомирия. Отметим две из них. Первая — фактором, разделяющим различные физические миры, признаётся, по версии Менского, сознание Наблюдателя. Вторая идея, предложенная автором этой статьи, — наличие взаимодействия ветвей альтерверса в процессах так называемых эвереттических склеек.

Склейки — это процессы взаимодействия ветвей альтерверса и проявления в нашей реальности их результатов. Они могут быть как материальными самой различной формы — от странного на первый взгляд результата взаимодействия двух фотонов при интерференции до «вдруг нашедшихся» очков, так и ментальными — от «вещих снов», например, до овеществления «загадочных артефактов».

Диапазон масштабов склеек охватывает все «царства физики» — микромир, макромир и мегамир. И осознание того, что склейки различных масштабов служат механизмом, противодействующим «чудовищному разрастанию числа ветвей альтерверса», снимает и те возражения против эвереттики, которые основаны на эмоциональном неприятии огромности числа ветвлений.

Как утверждает науковедение, любое научное утверждение, во-первых, должно быть доказано (критерий верификации) и, во-вторых, любое научное утверждение может быть опровергнуто (критерий фальсификации).

«Решающим экспериментом» в науке принято считать эксперимент, по результатам которого можно однозначно выбрать между конкурирующими теориями, по-разному объясняющими некоторую совокупность фактов.

При этом не следует думать, что такой выбор приводит к истине. Истинной — даже в том понимании истины, которого сегодня придерживается научная парадигма, — может оказаться некая «третья теория», для которой этот эксперимент не имеет никакого значения.

Отсюда можно сделать вывод: понятие о «решающем эксперименте», как и понятие об истине вообще, не означает, что его проведение исключит споры, сомнения, колебания и даже решительное доказательство этим экспериментом истины.

Эвереттика по своей сути есть мировоззренческий комплекс. Её экспериментальное поле только формируется (но формируется активно, и у эвереттики уже есть предложения для постановки верификационных экспериментов), но сейчас трудно предсказать ту его точку, где усилия исследователей приведут к «решающему успеху». Ясно только одно — в решающем эксперименте эвереттики обязательно должен присутствовать «сознательный элемент».

Другое дело — конкретно-физическая сторона эвереттики. Оппоненты «многомировой концепции» считают, что теория Эверетта не удовлетворяет критерию верификации и, следовательно, не может быть признана настоящей естественнонаучной теорией. Максимум, на что согласны противники эвереттики, это присвоение ей статуса «философской концепции».

Но несмотря на резкое отрицание самой идеи многомирия многими физиками среднего и старшего поколений, она заинтересовала молодых, но опытных и квалифицированных экспериментаторов, которые захотели её проверить.

В 1994 году международная группа физиков под руководством П. Квята осуществила эксперимент, который и предлагается рассматривать как верификационный для физического эвереттизма[1].

Сама идея эксперимента, основанная на предположении о физической реальности «параллельных миров», была предложена израильскими физиками А. Элицуром и Л. Вайдманом в 1993 году[2].

Эти эксперименты получили название «измерения, свободные от взаимодействия». Они продемонстрировали физическую реальность решения парадоксальной задачи, которую авторы нарочито заострили, сформулировав её в виде научно-детективной проблемы «тестирования особо чувствительных бомб».

Предположим, что террористы захватили склад, где хранятся «сверхбомбы», взрыватель которых чувствителен настолько, что срабатывает от взаимодействия с единственным фотоном. Часть взрывателей во время захвата была испорчена. Задача состоит в том, чтобы оценить возможность нахождения с помощью оптических методов с абсолютной гарантией среди всего множества бомб хотя бы нескольких исправных. Вопрос, ответ на который жизненно важен и для террористов, и для окружившего их спецназа, и для населения ближайших городов…

Эта условная задача должна показать возможность квантовых взаимодействий, при которых в нашей ветви альтерверса само событие взаимодействия не наблюдается, но происходят другие наблюдаемые «здесь и сейчас» события.

В случае успешного решения этой задачи мировоззренческая дилемма сводится к тому, что с точки зрения копенгагенской интерпретации квантовой механики «объективная возможность взрыва» не воплотилась в реальность, а с точки зрения оксфордской — бомба всё-таки взорвётся, но в «параллельном мире».

Позже область экспериментальной физики, развившаяся из решения этой задачи, получила название с русскоязычной аббревиатурой БИЭВ (Бесконтактные измерения Элицура-Вайдмана). Она соответствует английской EVIFM (Elitzur-Vaidman Interaction-Free Measurement).

Парадоксальность задачи А. Элицура и Л. Вайдмана состоит в том, что выбор должен быть сделан оптическим способом, а взрыватель исправной бомбы настолько чувствителен, что срабатывает от взаимодействия с единственным фотоном, попавшим на её сенсорный элемент. Разумеется, в реальном эксперименте вместо «сверхчувствительной бомбы» использовался просто датчик, сигнал с которого шёл не на детонатор бомбы, а на регистрирующий физический прибор. Условия задачи иллюстрирует рис. 1а.

А её решение, предложенное Элицуром и Вайдманом, может быть получено с помощью установки, схема которой изображена на рис. 1б.

Суть решающего эксперимента состоит в том, что в интерферометр Маха-Цандера в качестве одного из зеркал помещается «испытуемая бомба» (рис. 1б). По предсказанию Элицура и Вайдмана, в 25 % случаев, когда бомба «исправна», срабатывает детектор В и «взрыва» не происходит.

Сам по себе факт срабатывания детектора В без взрыва служит достаточным основанием для того, чтобы утверждать: бомба исправна.

Чтобы убедиться в этом, рассмотрим многомировую трактовку работы интерферометра без бомбы и при решении задачи Элицура — Вайдмана.

На рис. 2 представлена схема ветвлений альтерверса при прохождении единичным квантом интерферометра без бомбы.

В результате прохождения кванта через равноплечный интерферометр всегда срабатывает детектор А. С многомировой точки зрения это объясняется следующим образом.