Это всё квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего

Дикой эту картину делало не только то, что мы, получается, живем в мультивселенной. Нет, дикой ее делало то, что мультивселенная, в которой, согласно этой картине, мы живем, огромна.

Прямо очень-очень огромна.

Непостижимо огромна.

Мультивселенная больше, чем вы думаете

Представьте, что у нас есть частица, которая изначально находится в каком-то одном месте.

Частица не может долго оставаться в таком состоянии. Согласно математике, которая стоит за квантовой механикой, скоро она будет вынуждена размазаться в пространстве и окажется во множестве мест одновременно. Она как плохой сосед по комнате в общежитии – со временем занимает все больше места. (Правда, от частиц не пахнет так, как от соседей по комнате в общежитии.)

Мы можем нарисовать нашу свежеразмазавшуюся частицу в каждом из ее новых местоположений, используя кет-скобки, и сложить их при помощи знаков плюс, чтобы показать, что она находится во всех этих местах одновременно:

Кстати, у этого процесса размазывания в пространстве есть название – «принцип неопределенности Гейзенберга». Этот принцип гарантирует, что любая частица или группа частиц рано или поздно начнет существовать во множестве мест одновременно, с какой бы точностью мы ни определили их местоположение изначально.

Более того, чем точнее мы его определяем, тем быстрее частицы размазываются. Частицы как семейство опоссумов – загнанные в угол, те ужасно нервничают. Лучше не спрашивайте, откуда я это знаю.

А если теория Эверетта верна, каждое новое место, где оказывается частица после размазывания, потенциально может породить новые ответвления мультивселенной. В некоторых из них частица налетит на кучу других частиц и вызовет эффект лавины, который в конце концов заставит Дэвида Бениоффа и Дэниела Уайсса выразить хотя бы мимолетное сожаление о том, что они сотворили с франшизой «Игра престолов». В других частица вызовет иной каскад последствий и создаст совершенно другую вселенную. Благодаря всему этому субатомному размазыванию мультивселенная в головокружительном темпе порождает потенциально бесконечное количество временных линий.

Как видите, картина Эверетта кардинально перекраивает наши представления о реальности: она говорит нам, что все вокруг – лишь крошечная верхушка неимоверно огромного айсберга. Это одновременно и ставит на место, и захватывает дух.

Но самое поразительное – что на самом деле подход Эверетта проще, чем Бора и Госвами. Безумная, всевозрастающая мультивселенная – вот что мы получаем, когда не пытаемся вносить в квантовую теорию никаких предположений о коллапсе, без которых, как мы только что убедились, она прекрасно обходится.

«Надо же, какая классная теория! – должно быть, думаете вы. – Наверняка все тогда сразу оценили эту крутейшую идею, даже если не были с ней согласны!»

Увы, следующая подглавка, похоже, будет посвящена политике в академических кругах, так что, как вы понимаете, ни о каком «Давайте скажем Эверетту спасибо за его вклад в прогресс» и речи не было…

Те же и академическая политика

Льщу себе мыслью, что мы неплохо узнали друг друга за последние несколько глав, однако я, кажется, еще не спрашивал, смотрели ли вы «Сайнфелд».

Даже если нет, вы наверняка употребляете в разговоре кучу выражений, которые приобрели популярность благодаря этому сериалу, например «бла-бла-бла», используемое, когда хочется проскочить скучный кусок какой-то истории.

Научный руководитель Хью Эверетта III прославился так же, как «Сайнфелд»: даже если вы не знаете, кто это, вы точно слышали кое-какие изобретенные им выражения. Звали его Джон Арчибальд Уилер, и он ввел в науку термины «черная дыра», «кротовая нора» и более нишевый, но не менее солидный – «квантовая пена».

В мире физики пятидесятых Уилера все уважали. Он профессорствовал в Принстоне и участвовал в работе над кучей важных изобретений, в том числе над водородной бомбой. Но для нашей истории главное, что Уилер изучал ядерную физику под руководством Нильса Бора, который произвел на него большое впечатление. Уилер почитал Бора настолько, что заставил Эверетта попросить у того благословения на разработку гипотезы о мультивселенной.

Но тут возникло осложнение: идеи Эверетта показывали гигантский средний палец концепции коллапса, на которой строилась вся теория Бора, а к тому времени и существенная часть его карьеры! Неудивительно, что Бор скрестил руки на груди, вполголоса выругался по-датски и ответил Эверетту категорическим «нет».

Следующие несколько месяцев и даже лет Уилер посвятил долгим переговорам и урегулированию, пытаясь помочь этим двоим найти общий язык. Сначала он пытался убедить Бора, что идеи Эверетта не так уж и несовместимы с его гипотезой (а они таки были несовместимы), в надежде, что Бор благосклоннее отнесется к бесколлапсовой картине Эверетта (не вышло).

Когда это не помогло, Уилер попытался уговорить Эверетта на компромисс – предложил внести в формулировки из его диссертации кое-какие правки, в основном косметические, но и это не улучшило ситуацию.

Наконец Уилер, страстно мечтавший примирить взгляды своего учителя и своего звездного ученика, попросил Бора и Эверетта встретиться лично. Встреча обернулась катастрофой: Бор и его свита обрушились на Эверетта, обозвав «непроходимым тупицей» – что, справедливости ради, среди ученых в порядке вещей, как учит меня опыт участия в научных конференциях.

В основе их разногласий лежала идея Бора, согласно которой вселенная делится на две части:

• мир «маленьких» объектов, которые могут находиться в нескольких местах одновременно;

• мир «больших» объектов, которые так не могут.

Бор не считал, что эти миры одинаково «реальны». С его точки зрения, «маленький» мир электронов, способных вращаться в двух направлениях сразу, или фотонов, способных находиться в двух местах одновременно, был скорее миром абстрактным, понятийным. Он полагал, что содержимое мира маленьких объектов становится «реальным», только когда его наблюдают и тем самым вызывают коллапс, вынуждая частицы выходить в мир больших объектов, который мы видим вокруг.