Митио Каку о мультивселенной

Митио Ка́ку — американский физик-теоретик, наиболее известен как активный популяризатор науки, автор научно-популярных книг.

Вашему вниманию фргамент из его книги "Будущее разума" 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.

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.

Так что никакой «стены», отделяющей квантовый мир от макромира, не существует, и странности квантовой теории вполне могут вползти в наш «отвечающий здравому смыслу» мир. Волновые функции никогда не схлопываются — они бесконечно расщепляют Вселенную на параллельные реальности. Парадоксы микромира (к примеру, способность одновременно быть живым и мертвым, присутствовать в двух местах, исчезать и появляться в другом месте) входят и в наш повседневный мир.

Нобелевский лауреат Стивен Вайнберг говорит, что это как слушать радио в гостиной. Сотни радиочастот со всего мира одновременно наполняют комнату, но ваш приемник настроен только на одну частоту. Иными словами, ваше радио «некогерентно» всем остальным станциям. (Когерентностью называют состояние, при котором волны вибрируют в унисон, как в лазерном луче. Декогеренция — это когда волны начинают выпадать из фазы и уже не могут вибрировать в унисон.) Другие частоты тоже существуют, но ваш приемник не в состоянии уловить их, потому что мы с ними колеблемся на разных частотах. Они «развязаны» с нами, т. е. их колебания декогерировали от наших.

Точно так же волновые функции мертвого и живого кота могут со временем декогерировать. Из этого следуют поразительные выводы. Вы в собственной гостиной сосуществуете с волновыми функциями динозавров, пиратов, инопланетных пришельцев и чудовищ. Но вы, к счастью, даже не подозреваете, что делите одно пространство с этими странными обитателями квантового пространства, поскольку ваши атомы колеблются не в унисон с их атомами. Параллельные вселенные существуют не где-то далеко, неизвестно где; они существуют в вашей гостиной.

Проникновение в один из этих параллельных миров называется квантовым скачком, или скольжением, и представляет собой любимую уловку научной фантастики. Чтобы попасть в параллельную вселенную, нужно совершить квантовый скачок. (Был даже телесериал под названием «Скользящие», где герои скользили между параллельными мирами туда и обратно. Сериал начинается с того, что мальчик читает книгу. Читает он, надо сказать, мое «Гиперпространство», но я не отвечаю за научную основу сюжета.)

На самом деле прыгать между вселенными не так просто. Мы иногда предлагаем аспирантам подсчитать вероятность того, что вы проскочите через кирпичную стену и выйдете невредимым с другой стороны. Результат отрезвляет. Наступления такого события, скорее всего, придется ждать дольше, чем существует Вселенная. То же можно сказать и о скольжении между мирами.