Начало бесконечности. Объяснения, которые меняют мир

Так и в нашем рассказе: если мы хотим, чтобы неисправность телепортатора имела значительные физические последствия на астрономических расстояниях, это возможно только посредством знаний. Весь этот поток фотонов, который испускается звездолетом и несет в себе, намеренно или нет, информацию о свадьбе, не пройдет незамеченным мимо далекой планеты только в том случае, если кто-то на ней задумается о возможности получения такой информации и установит научное оборудование, способное ее принять.

Итак, как я уже объяснил, наши воображаемые законы физики, согласно которым скачок напряжения происходит «в одной вселенной, но не в другой», не могут быть детерминистическими, если вселенные не являются неотличимыми. Что же тогда произойдет, если телепортатором воспользуются еще раз, после того как вселенные перестали быть неотличимыми? Представьте себе второй звездолет такого же типа, как и первый, но находящийся далеко. Что будет, если на втором звездолете телепортатор запустят сразу после того, как его запустили на первом?

Логично было бы предположить, что не произойдет ничего; другими словами, по законам физики, как только две вселенные станут различными, все телепортаторы будут работать в обычном режиме и скачков напряжения больше не будет. Однако это также позволит передать информацию быстрее света, пусть ненадежно и только раз. Нужно поставить вольтметр в комнате с телепортатором и привести устройство в действие. Если произойдет скачок напряжения, мы будем знать, что на другом звездолете, как бы далеко он ни находился, телепортатор еще не запускали (ведь иначе такие скачки прекратились бы везде раз и навсегда). Законы, которым подчиняется реальная мультивселенная, не позволяют информации распространяться подобным образом. Если мы хотим, чтобы наши вымышленные законы физики были универсальными с точки зрения обитателей мультивселенной, второй телепортатор обязан делать в точности то, что делал первый. Он должен вызвать скачок напряжения только в одной из вселенных, но не в другой.

Но в этом случае что-то должно указать, в какой из вселенных произойдет второй скачок. Условие «в одной вселенной, но не в другой» больше не является детерминистическим указанием. К тому же этого скачка не должно быть, если телепортатор запущен только в другой вселенной. Иначе это был бы способ передачи информации между вселенными. Скачок должен зависеть от того, работают ли оба экземпляра телепортатора одновременно. Но даже в этом случае коммуникация между вселенными могла бы осуществиться следующим образом. Во вселенной, где однажды уже произошел скачок, нужно запустить телепортатор в заранее запланированное время и наблюдать за вольтметром. Если скачка не происходит, значит, в другой вселенной телепортатор выключен. Получается тупик. Поразительно, сколько тонкостей может таится, казалось бы, в очевидном бинарном различии между «одинаковым» и «разным» или между «затронутым» и «не затронутым». В настоящей квантовой теории запреты на коммуникацию между вселенными и сверхсветовую передачу информации также тесно взаимосвязаны.

Существует один и, я думаю, единственный способ одновременно удовлетворить требованию универсальности и детерминистичности наших выдуманных законов физики и запретить коммуникацию быстрее света и между вселенными: вселенных должно быть больше. Представьте, что их несчетное бесконечное множество и все они изначально неотличимы. По-прежнему после запуска телепортатора у ранее неотличимых вселенных появляются различия; но теперь соответствующие законы физики гласят: «Скачок напряжения происходит в половине из тех вселенных, где телепортатор был запущен». То есть если на двух звездолетах запущены телепортаторы, то после того, как две сферы дифференциации перекроются, получится четыре различных типа вселенных: те, в которых скачок произошел только в первом звездолете, только во втором, ни в каком и в обоих. Другими словами, в области пересечения существует четыре разные истории, четыре варианта развития событий, каждый из которых имеет место в четверти всех вселенных.

Наша вымышленная теория не дает структуры мультивселенной, достаточной для того, чтобы понятие «половина вселенных» имело смысл, но в реальной квантовой теории она присутствует. Как я говорил в главе 8, метод, предоставляемый теорией для наделения смыслом долей и средних в бесконечных множествах, называется мерой. Знакомым примером из классической физики служит присвоение длины бесконечным множествам выстроенных в ряд точек. Допустим, что наша теория предусматривает меру для вселенных.

Теперь мы можем развивать сюжетную линию следующим образом. В тех вселенных, где состоялась свадьба, пара проводит медовый месяц на колонизованной людьми планете, которую посещает звездолет. Во время обратной телепортации из-за скачка напряжения в половине из этих вселенных на чей-то планшет приходит голосовое сообщение, из которого следует, что один из молодоженов уже изменил другому. В результате запускается цепочка событий, приводящих к разводу. И теперь в нашем исходном наборе неотличимых вселенных содержится три различных варианта развития событий: в одном, включающем в себя половину исходного множества вселенных, наши герои все еще холосты; во втором, состоящем из четверти исходного множества, они женаты; а в третьем, включающем в себе оставшуюся четверть, они в разводе.

Получается, что эти три варианта занимают разные доли мультивселенной. Тех вселенных, в которых никакой свадьбы не было, вдвое больше, чем тех, где пара уже в разводе.

Теперь предположим, что ученым, находящимся на звездолете, известно о существовании мультивселенной и что они понимают физику телепортатора. (Заметим, однако, что мы еще не дали им способа узнать все это.) В таком случае они знают, что при запуске телепортатора бесконечное число неотличимых экземпляров их самих, делящих между собой одну и ту же историю, делают одновременно то же самое. Они знают, что скачок напряжения случится в половине вселенных с данной историей, вызвав распад на два варианта истории с одинаковой мерой. Следовательно, ученые знают, что, если взять вольтметр, который сможет зафиксировать этот скачок, у половины экземпляров их самих вольтметр его зафиксирует, а у другой половины – нет. Но они также знают, что бессмысленно спрашивать (а не просто невозможно узнать), что именно выпадет им. Значит, они могут сделать два тесно связанных между собой предсказания. Одно заключается в том, что, несмотря на идеальный детерминизм всего происходящего, ничто не позволяет достоверно предсказать, зафиксирует ли их вольтметр скачок.

Другое предсказание – вольтметр просто зафиксирует скачок с вероятностью одна вторая. Таким образом, исходы подобных экспериментов субъективно случайны (с точки зрения любого наблюдателя), даже несмотря на то, что объективно все происходящее совершенно детерминистично. Отсюда же происходит квантовомеханическая случайность и вероятность в реальной физике: все дело в мере, которой теория наделяет мультивселенную, что в свою очередь обусловлено тем, какие типы физических процессов теория разрешает, а какие – нет.

Заметим, что, когда вот-вот ожидается случайный исход (в указанном смысле), мы имеем дело с ситуацией многообразия в пределах неотличимости: многообразие – в переменной, определяющей, «какой исход в итоге будет наблюдаться». Логика этой ситуации такая же, как в случаях с банковским счетом, которые я рассматривал выше, только на этот раз неотличимыми сущностями выступают люди. Они неотличимы, но половина из них увидит скачок напряжения, а другая половина – нет.

На практике они могли бы проверить этот прогноз, проведя эксперимент многократно. Любая формула, претендующая на предсказание последовательности исходов, в конечном счете потерпит неудачу: это позволяет проверить непредсказуемость. И в подавляющем большинстве вселенных (и историй) скачок будет происходить приблизительно в половине случаев: это позволяет проверить предсказанное значение вероятности. Лишь самая незначительная доля экземпляров наблюдателей увидит нечто другое.

А мы продолжаем. В одном варианте развития событий в газетах на родных планетах астронавтов появляется сообщение о помолвке. В нем достаточно подробно описывается, как астронавты познакомились и что было дальше. В другом варианте, в котором никаких новостей о помолвке не было, в одной из газет на соответствующем месте публикуется короткий рассказ. И оказывается, что в нем речь идет о романе на звездолете. Некоторые предложения в нем совпадают с предложениями в новостной заметке из первого варианта. Одинаковые слова, напечатанные в одинаковых местах газеты, в них взаимозаменяемы, но в одном случае это выдумка, а в другом – свершившийся факт. Таким образом, здесь в свойстве факт/выдумка проявляется многообразие в пределах взаимозаменяемости.