Философия возможных миров - Александр Секацкий

Итак. Многие полагают, что самое полное уничтожение называется аннигиляцией. Частица сталкивается с античастицей, и в результате встречи обе они в своей экземплярности исчезают. Но при этом выделяется квант энергии, то есть исчезновение все же не является совсем бесследным. Стало быть, аннигиляция не годится для теории разрыва, она происходит внутри континуума, внутри Универсума в смысле Universe. Или иначе «ничто», возникающее в результате такого уничтожения, слишком предсказуемо, оно подчиняется правилам, в том числе и правилам арифметики.

Зато подходит другой феномен, ведущий на самое дно ничто, – суперпозиция. Обобщенно говоря, речь идет о следующем. Представим себе квантовый объект, например, это будет пара элементарных частиц. Этот объект, его еще называют квантовый ансамбль, находится в состоянии n↑ и n↓, в дальнейшем я буду записывать суперпозицию как (n↑, n↓), хотя этот способ и не является общепринятым. Вопрос: каким образом квантовый ансамбль находится в этом двойственном состоянии? Ведь и вода может находиться в любом из трех состояний, однако эти состояния отделены друг от друга, и вода не может пребывать во всех трех состояниях сразу: если угодно, этому препятствует время, главный изолятор, разделитель феноменов в Универсуме. Строгая логическая дизъюнкция «или – или» разлагается на оппозиции «до – после» и «там – здесь». Не так обстоит дело с квантовым объектом n, его существование представляет собой пару, точнее говоря, комплект вида (n↑, n↓). Можно предположить, что запасов времени в микромире просто не хватает, чтобы разделить этот комплект на строгие альтернативы, – и мы имеем дело с суперпозицией, то есть с самой элементарной связкой, которая только возможна. Физики уже давно освоили, можно сказать, привыкли к такой доальтернативной группировке реальности в квантовом мире: «Индивидуальные частицы не имеют своих собственных состояний, а существуют только в сложных взаимосвязях с другими частицами, называемыми корреляциями»[3].

Комплекты вида (n↑, n↓), а в общем случае вида (n↑, n↓ …n?) отнюдь не результаты сложения отдельных дискретных составляющих, не букетики, составленные из цветов. Ни в одном из них нет ни «розы», ни «лилии», есть что-то вроде «ролии» – и нужно произвести выдирку, разрыв, чтобы извлечь из комплекта (ро……лия) розу или лилию. Мир устроен так, что мы не можем предрешить, что именно будет выдернуто, – но суперпозиция будет разрушена, и нам придется иметь дело с раскомплектованной, впервые индивидуализированной «ролией», будь она хоть розой, хоть лилией. Увы, паноптическая метафора и вызванные ею наглядные представления все время дают сбой, а значит, и повод для недоразумений. Букеты нашего мира – не суперпозиции, поэтому, если мы выдергиваем из них розу, лилия остается в вазе. Ведь наши букеты всегда «вторичны», собраны из спасенных, сохраненных индивидуальностей, из тех, которые еще не обособлены в исходных комплектах (n↑, n↓). Изначально же дело обстоит так: если мы выдернули розу, то «ролия» вместе с лилией исчезают навеки – тут, наверное, можно догадаться, к чему я клоню. Но не будем спешить, возможно, речь идет о построении общей Теории Разрыва, куда более фундаментальной, чем, например, общая теория систем Людвига фон Берталанфи, имеющая дело с обособленными элементами, которые не размазаны, как электрон по своей орбите. Как бы там ни было, но наличие суперпозиций и существование комплектов вида (n↑, n↓) доказано в том смысле, в каком физика вообще может что-то доказывать, если речь идет о квантовом мире. Кошка Шредингера (кстати, примерно в половине случаев описываемая как кот) такой же законный обитатель микромира, как кошка Мурка – обитательница вашего дома. Вопрос в том, насколько разнятся их повадки. Описать повадки кошки / кота Шредингера норовит едва ли не каждый уважающий себя физик, если он обращается к вопросам квантовой механики. Огрубляя и упрощая, дело сводится к следующему: квантовая кошечка (объект n) представляет собой ансамбль, то есть комплект по крайней мере двух состояний, n↑ и n↓. Ничто не мешает нам придать состоянию n↑ значение «жива», а состоянию n↓ – значение «сдохла». В квантовой среде, где обитает кошечка, встречаются и не такие странности. Квантовую кошку зовут Жидохла, раз уж квантовый цветок называется «ролия»… И она прекрасно существует в своем комплекте! В состоянии «жива» кошке свойственно мурлыкать, в состоянии «сдохла» – пованивать; Жидохла этим и занимается – то мурлыкает, то пованивает без какого-либо ущерба для своей комплектности. Примерно так согласно физикам и выглядит корпускулярно-волновой дуализм, и квантовый мир есть не что иное, как стая таких кошек, сплетающихся хвостами, – до тех пор, пока мы не решили точно установить, в каком именно состоянии находится конкретная Жидохла. Это можно сделать, измерив соответствующий параметр (в распоряжении физиков находится сегодня множество подобных приборов), то есть акцентировав одно из состояний, n↑ или n↓, после чего кошечка больше не мурлыкает, а только пованивает.

При всей кажущейся невинности произведенного измерения происходит разрыв суперпозиции (декогеренция) – самое радикальное уничтожение или исчезновение, по сравнению с которым стирание в порошок, сжигание, да и сама аннигиляция – всего лишь незначительные флуктуации Универсума. Как только роза выхвачена из комплекта, потенциальная лилия, произраставшая вместе с ней (точнее говоря, они мирно произрастали друг в друге, составляя «ролию»), исчезает безвозвратно. Более того, это исчезновение ничем не компенсируется с точки зрения всех известных формулировок закона сохранения[4], так что физикам следует подумать над более общим принципом сохранения, чем-нибудь вроде закона затягивания разрыва, хотя он будет и законом несохранения, то есть расширением теоремы Геделя на весь физический Универсум.

Таковы, стало быть, известные всем повадки кошки Шредингера, и главный вопрос состоит в том, в какой мере их можно распространить на обычную Мурку, учитывая, что где-то между ними располагается Чеширский Кот, способный редуцироваться до собственной улыбки. Возможна ли суперпозиция макрообъектов – вот в чем вопрос, по поводу которого физики качают головами, но все же не могут ответить однозначно прежде всего потому, что нет понимания смысла данного вопроса. И хотя физик-экспериментатор, акцентирующий одно из состояний объекта и тем самым разрывающий суперпозицию, ведет себя как Серенький Волчок, свое собственное возможное бытие на краю он, конечно, не рассматривает.

Ну а мы рассмотрим еще одну важную особенность объектов вида (n↑, n↓), к которым относится, в частности, и «ролия»; ее, этот объект, в более полном виде можно записать как (ро, лия). Состояния n↑ и n↓ могут располагаться совсем рядом и буквально друг в друге, однако это необязательно. Будучи состояниями одного объекта, находящегося в суперпозиции, они могут располагаться и далековато друг от друга. Пенроуз, интерпретируя знаменитый опыт с интерференцией света, пишет: «Щели не обязательно должны располагаться поблизости друг от друга для того, чтобы фотон мог пройти сквозь них одновременно»[5]. Если между источником света и щелями-проемами в экране разместить так называемое «полупосеребренное зеркало» под углом в сорок пять градусов, мы получим любопытный эффект: «Как и в случае фотона, возникающего из двух щелей, волновая функция имеет два пика, но теперь эти пики разнесены на большее расстояние. Один пик описывает отраженный фотон, другой – фотон, прошедший сквозь зеркало. Кроме того, расстояние между пиками со временем становится все больше и больше, увеличиваясь беспредельно. Представьте себе, что эти две части волновой функции уходят в пространство и что мы ждем целый год. Тогда два пика волновой функции фотона окажутся на расстоянии светового года друг от друга. [То есть] каким-то образом фотон оказывается сразу в двух местах, разделенных расстоянием в один световой год!»[6]