Это всё квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего

Поэтому, если вам приходилось задаваться вопросом «Какого черта я должен выливать воду из бутылки, чтобы попасть на рейс?», теперь вы знаете ответ. Все потому, что в Сараево в 1914 году Лео свернул не туда.

Или, по крайней мере, отчасти поэтому. Ведь если бы вы сумели заглянуть в мозг Лео, то заметили бы, что даже его выбор неверного поворота в тот день в Сараево имел более фундаментальные и в конечном счете квантово-механические причины.

Чтобы Лео очутился в одном неверном повороте от запуска двух крупнейших мировых конфликтов, должно было нужным образом произойти непостижимое количество квантовых событий. Путь, который ведет от «Вселенная была создана – и теперь у нас куча мельтешащих вокруг частиц» до «Недостаточно расторопный венгерский шофер вот-вот развяжет мировую войну», необычайно узок.

Около 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (десяти октиллионов) атомов должны были выстроиться определенным образом, чтобы образовать тело Лео. Мало того, каждая субатомная частица во вселенной должна была пройти хотя бы до некоторой степени определенный путь. Частицы, составляющие Солнце, а также все остальные звезды и планеты во всех видимых нами галактиках должны были с той или иной точностью встать на свои места, чтобы создать космологические, геологические, политические и локальные условия, сложившиеся к тому моменту. Огромное количество накопившихся совпадений.

Однако вы, человек, читающий сейчас этот абзац, – пример еще большего числа накопившихся совпадений, чем Лео с его неверным поворотом. Это потому, что все квантовые события, которые могли изменить ход истории с того дня в жизни Лео, должны были сообща привести вас сюда. Мне нужно было бросить аспирантуру, запустить стартап, отвести душу, написав два-три поста о квантовой механике, вызвать интерес одного литературного агента (привет, Майк!) и найти издателя, у которого хватило тараканов в голове, чтобы напечатать такое несуразно затянутое предложение (спасибо, Ник!). После этого вы должны были купить книгу или раздобыть ее пиратскую версию (привет вам, создатели и пользователи торрентов!) и смириться со всеми шутками-самосмейками и кривыми аналогиями от введения до этой страницы. Не говоря уже о холодной войне и всем прочем.

Вот что делает время – оно затягивает нас все глубже и глубже во все более узкую квантовую дыру, в гигантское нагромождение совпадений, которые определяют и наше настоящее, и все, что мы считаем своей историей.

А наша история – это важно. Знание того, что было раньше, помогает понять, кто мы есть и что нам делать дальше. Мы опираемся на эти знания, чтобы определять себя, выбирать друзей, искать цель и смысл жизни и разбираться, действительно ли кетодиета портит характер, или, наоборот, люди со скверным характером сами по себе тяготеют к кетодиете.

И это одна из причин, почему теория мультивселенной Эверетта так сильно многих задевает: она не просто меняет представление о нашей истории, но и переопределяет, что значит для нас вообще иметь историю. Если Галилей вывел человека из центра вселенной, то Эверетт вывел нашу вселенную из центра космической истории.

А такое невозможно проделать без серьезных – и крайне странных – последствий.

Очень-очень краткая история мультивселенной, честное слово

Из предыдущей главы мы узнали, что частицы терпеть не могут находиться в одном месте за раз, с неизбежностью размазываются и оказываются в нескольких местах одновременно. Я сказал вам, что это называется принципом неопределенности Гейзенберга, и пошутил, что субатомные частицы – как плохие соседи по общежитию (надеюсь, шутка тогда прозвучала уместно; думаю, стоит подождать отзывов на «Амазоне»).

Так или иначе, еще я сказал, что вы можете думать об этом квантовом размазывании как о силе, которая в соответствии с теорией Эверетта непрерывно порождает новые параллельные вселенные.

Представим, что принцип неопределенности вынуждает электрон размазаться и оказаться в двух местоположениях. Одно из них такое, что наша частица ровнехонько врезается в другую, та – в следующую и в конце концов начинается Третья мировая. Зато во втором электрон в итоге не оказывает на историю вселенной сколько-нибудь интересного влияния.

При таком сценарии субатомное размазывание, вызванное принципом неопределенности, породило два очень разных ответвления мультивселенной – вселенную с Третьей мировой войной и вселенную более обыденную и безопасную:

Однако такое размазывание и образование ответвлений – не новость. Это происходит с начала времен.

Космологи спорят о том, что произошло в первые моменты существования вселенной. Они, как и квантовые физики, рассказывают разные, противоречащие друг другу истории в попытках объяснить, как получилось то, что мы имеем сегодня. Одни говорят, что вселенная родилась при коллапсе другой вселенной, другие – что она возникла в результате причудливых квантовых эффектов. Древние скандинавы верили, что она появилась из подмышки ледяного великана Имира, однако недостаточно четко описывали физику процесса, поэтому неясно, насколько их гипотеза правдоподобна.

Но я не космолог, поэтому просто возьму и замету под ковер внутренние противоречия в целой научной области, а сам изложу тот вариант, который из всего, что может пока предложить космология, ближе всего к консенсусу.

В самом начале существования нашей вселенной был краткий период, когда все известные нам на сегодня законы физики не действовали. В той фазе вселенная была примерно в миллиард раз меньше протона, который примерно в сто тысяч раз меньше атома, который примерно в миллиард раз меньше левого бицепса Арнольда Шварценеггера сразу после тренировки.

А потом начались странности – вселенная принялась расширяться с абсолютно мозголомной скоростью. Не прошло и 0,00000000000000000000000000000001 секунды, а она уже стала с капельку дождя. Вроде бы мелочь, но, чтобы столь быстро достичь такого размера, пространство должно было расширяться со скоростью, превышающей скорость света.

Если бы мы с вами тогда существовали, были примерно нанометр ростом и находились в нанометре друг от друга, за тот период резкого расширения нас растащило бы в стороны так далеко, что в итоге в более поздней вселенной нас разделяли бы галактические расстояния. Именно поэтому крошечные колебания плотности вещества в ранней вселенной оказали колоссальное влияние на структуру всего космоса в будущем. Если бы у Бога было специфическое чувство юмора, вероятно, именно то время он выбрал бы для того, чтобы вырезать свои инициалы на ткани вселенной, зная, что через миллиарды лет они будут увековечены в структуре и распределении галактик.

Именно в той ранней фазе возникли фундаментальные силы – гравитационная, электромагнитная и ядерные – и на сцену вышли первые частицы.

Эти частицы подчинялись тем же самым законам квантовой механики, о которых мы говорили все это время. Согласно картине Эверетта, они размазывались в соответствии с принципом неопределенности Гейзенберга и в конце концов оказывались во множестве мест одновременно. Затем эти размазанные частицы давали начало новым ответвлениям мультивселенной, а там уже размазывались снова и порождали следующие ответвления. Очень скоро вселенная превратилась в колоссальную мультивселенную, где в разных параллельных временных линиях воплощались все мыслимые расстановки частиц.