Это всё квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего

А как вы, должно быть, и сами понимаете, перерисовывание всей картины вселенной в соответствии с представлениями Бора, Эйнштейна или Эверетта имеет важные последствия для самого главного объекта в вашем личном уголке этой вселенной – для вас самих.

Что квантовая механика делает с мозгами

Любая интерпретация квантовой механики требует от нас радикального пересмотра представлений о себе с начала и до конца, причем каждый раз по-своему.

Картина Бора вынуждает нас задаться вопросом, обладают ли люди и животные какими-то особыми свойствами, которые заставляют квантовые системы избавиться от своих множественных личностей и коллапсировать, стоит нам на них взглянуть. Неужели в сознании и наблюдении есть нечто поистине магическое? Или у коллапса есть менее странное объяснение?

Скрытые переменные Эйнштейна вынуждают задуматься о другом: если вся хореография будущего предопределяется скрытыми переменными, разве это не превращает меня в зазнавшегося робота? Разве из этого не следует, что у меня нет свободы воли? А если нет, то зачем нужно сознание? И вообще – что это за скрытые переменные такие?

Параллельные вселенные Эверетта ставят под сомнение саму идею, что вообще можно говорить о «вас». Если всего через долю секунды «вам» суждено расщепиться на миллиарды версий, которая из них «вы»? А может, все они? Как это сказывается на важных решениях в вашей жизни и на чувстве ответственности за свои действия?

Эти вопросы – лишь верхушка огромного, жуткого и непонятного айсберга. И ответы на них породят дикое множество дальнейших вопросов, многие из которых когда-то считались не относящимися к физике. Одиноки ли мы во вселенной? Создавалась ли она с учетом того, что в ней будет существовать человечество? Есть ли жизнь после смерти? А вдруг анимизм – все-таки правда? Обладают ли сознанием атомы? Почему натуральное арахисовое масло коварно расслаивается в банке – и потом поди размешай его до однородности?

Когда квантовый ящик Пандоры открылся, это застало всех врасплох. Веками научный прогресс означал, что чем дальше, тем увереннее мы судим о фундаментальной природе вселенной, тем яснее наша картина мироздания. И тут вдруг квантовая механика распахнула двери, которые мы считали навеки замурованными, и пригрозила вновь привнести двусмысленность и неопределенность в наше понимание физики.

На этих страницах мы заново откроем мир, глядя на него сквозь призму разных интерпретаций квантовой механики. Мы посмотрим, насколько разные истории они рассказывают о вселенной, о жизни, о людях и нашем месте в мироздании. И увидим, как сильно эти идеи влияют на то, что вроде бы вообще не имеет отношения к физике, – например, на общество и законодательство. В каком-то смысле мы исследуем с вами физику добра и зла.

А заодно мы увидим, насколько научный процесс грязен, сколько в нем политики и черного юмора и как академические структуры в конечном счете играют с нашим пониманием реальности в собственных корыстных целях.

Глава 2

Коллапс, вызываемый сознанием, и физика души

Древние египтяне, когда у них болели зубы, ловили мышь, растирали в пасту и мазали этой пастой из дохлой мыши больной зуб.

Если вы в последнее время видели рекламу какой-нибудь зубной пасты, вы наверняка знаете, что девять из десяти стоматологов можно заставить согласиться приблизительно с чем угодно. Но, сдается мне, даже они сказали бы решительное «нет» пасте с добавлением дохлых мышей, в какие бы красивые тюбики производитель ее ни заталкивал.

Это я вот к чему: если нужно решить важную задачу, первое, что приходит нам в голову, обычно так себе вариант, и прежде чем мы изобретем зубную щетку, придется миновать этап пасты из мышатины. Это справедливо и для стоматологии, и для квантовой механики.

Когда была сформулирована проблема зомбокотов, все решили, что это загадка без решения. Насколько все могли судить, квантовая механика предсказывала, что наша вселенная полным-полна одновременно и живых, и мертвых котов и бейсбольных мячей, способных лететь во все стороны сразу. Однако простой житейский опыт этому противоречил.

Физики столетиями убеждали себя, будто могут объяснить практически любое явление во вселенной, поэтому их корежило от одной мысли, что их новенькая блестящая теория так плохо описывает очевидную реальность. Именно поэтому они рады были любому решению, любой, даже самой сырой гипотезе, лишь бы она давала ответ на загадку зомбокотов.

И этим решением – пастой из мышатины применительно к квантовой теории – стала интерпретация квантовой механики по Бору, идея коллапса. Как мы уже знаем, по мысли Бора, мы не видим зомбокотов (а также другие крупные объекты, которые делают много всего одновременно) потому, что акт наблюдения заставляет эти нечеткие системы коллапсировать только в одно какое-то состояние, которое мы и воспринимаем.

Но тогда возникает следующий больной вопрос: что считать наблюдением?

Вернемся к эксперименту с зомбокотом. У нас есть серый электрон, его сканирует датчик, этот датчик заставляет (или не заставляет) пистолет выстрелить, и это определяет судьбу кота, о коей затем узнает экспериментатор. Когда же происходит «наблюдение», вызывающее коллапс зомбокота, – в момент, когда экспериментатор открывает коробку и заглядывает внутрь? Или когда кот слышит выстрел? Или когда пистолет получает сигнал от датчика? Или, если уж на то пошло, когда датчик только сканирует электрон?

Похоже, «наблюдением» можно считать любой из этих этапов. Однако всякая неоднозначность физикам не по душе, и очень скоро главной задачей Бора стало объяснить, когда именно должен происходить этот его волшебный коллапс.

Ответ Бора состоял в том, что объекты во вселенной делятся на два типа: «маленькие» вроде атомов и электронов, которые могут существовать в нескольких местах одновременно (или делать сразу много всего), и «большие», которые умеют вызывать коллапс этих «маленьких» объектов в одно из множества их состояний, когда бы крупные объекты ни использовались для «наблюдения» мелких.

Поэтому, согласно Бору, только «большие» объекты способны вызывать коллапс маленьких, и это вызвано… хм… полагаю, их большими размерами. Подробнее Бор не объяснил. С другой стороны, «маленькие» объекты, например наш электрон, могут существовать в нескольких местах сразу или делать много всего одновременно, зато начисто лишены способности вызывать коллапс.

Бор утверждал, что к «большим» объектам применимы иные правила – иные законы физики, – чем к «маленьким». Вселенная, говорил он, ведет двойную бухгалтерию.

Чем же это большие объекты так отличаются от маленьких, спросите вы? Как вселенная решает, какие объекты могут вызывать коллапс других?

Ответа на этот вопрос у Бора не было. И вместо того чтобы работать над поиском ответа, он тратил время на придумывание броских афоризмов, лишь бы от него отстали с вопросами про его тяп-ляп-теорию. Одним из его любимых высказываний стало вот это: «Все, что мы называем реальным, создано из того, что реальным считать нельзя». Понимай как хочешь.