Сейчас. Физика времени - Ричард А. Мюллер

Мне кажется, у меня есть, но не уверен до конца. По крайней мере, часть моей свободы воли может оказаться иллюзией. Первые сомнения возникли в 1980 году. За два года до этого у нас с женой, Розмари, родился первенец. Как назвать дочку? Решение об этом казалось нам тогда одним из самых важных в нашей жизни. Мы хотели выбрать для нее имя не слишком распространенное, но и не слишком редкое, обладающее для нас каким-то личным смыслом, но не слишком личное; в конце концов, это должно было быть ее имя, не наше. Мы читали книги, в которых перечислялись сотни разных имен и объяснялся их смысл, потом выбрасывали эти книги, думали о прозвищах, которые нам не нравились, но которые трудно контролировать… и внезапно обнаружили, что наш выбор – Элизабет Энн.

Я уверен, что отчасти на это повлияло наше уважение к могущественной и деятельной Елизавете I, королеве Англии. Розмари в свое время слушала курс шекспироведения у профессора Хью Ричмонда, я тоже прослушал все его лекции; и Ричмонд, и Шекспир оказали глубокое воздействие на нашу жизнь. А второе имя? Почему Энн? Просто нам показалось, что именно такое сочетание звучит лучше всего. И только через несколько десятилетий я обратил внимание на сходство звучания имени Elizabeth Ann и прилагательного Elizabethan (елизаветинская), обозначавшего ту великую эпоху, когда правила Елизавета I. Неудивительно, что имя звучало гармонично. Так почему же мы назвали дочь именно так: в честь королевы или в честь эпохи? Нам нравились все производные от этого имени. «Элизабет, Лиззи, Бетси и Бесс весною с корзинкой отправились в лес…»[257] Это был очень личный выбор.

По крайней мере, мы так считали. Двумя годами позже, в 1980-м, я прочел в каком-то журнале статью о популярных именах. В том самом 1978 году на севере Калифорнии самым популярным для девочки оказалось имя Элизабет.

Что такое свобода воли? Способность принять решение сделать что-либо, не подвергаясь влиянию извне? А зачем мне, собственно, стремиться делать что-то непременно без постороннего влияния? А если мои действия определяются внешними силами – людьми, которым довелось стать моими родителями; книгами, которые мне случилось прочесть; опытом, который пришлось пережить… – тогда разве это превращает меня в нечто подобное физической частице, пассивно толкаемой туда-сюда другими частицами и реагирующей на действие внешних сил, как планеты реагируют на притяжение своего солнца, обращаясь вокруг него по определенным орбитам? Неужели все представления о том, что я действую самостоятельно, – лишь иллюзия? И я просто щепка, попавшая в барабан сложной машины: меня кидает в разные стороны, а кажется, что это стремительное движение свидетельствует о моей важности?

Когда в конце XIX века классическая физика достигла своего зенита, многим казалось, что она очень скоро сможет объяснить все до конца. Оставалось, конечно, еще несколько проблем – вопросы, связанные с измерением абсолютной скорости движения Земли, и кое-какие аспекты теплового излучения абсолютно черных тел. Потом, правда, эти необъясненные вопросы оказались не такими уж мелкими; со временем они привели к открытию теории относительности и квантовой физики соответственно.

Классическая физика, даже если включить в нее теорию относительности, была целиком детерминистской. Во Вселенной правили бал законы причинности. Прошлое полностью определяло будущее. Это позволяло предположить, что даже поведение, в принципе, определяется предыдущими событиями. Дальнейшие исследования в области теории хаоса показали, что мы, возможно, никогда не сможем узнать прошлое достаточно хорошо, чтобы предсказывать будущее, но аргументов детерминизма это не изменило. Любое действие, включая и действия людей, предопределено; кальвинисты правы. Философам трудно не согласиться с достижениями физиков. Стремительное развитие физики придавало философии (или религии?) физикализма достоверность. Мало того, физикалистское отрицание свободы воли, возможно, дополнительно укрепило растущую убежденность общества, что преступники – жертвы воспитания, и наказывать их несправедливо. За все злодейства должно отвечать общество, а не отдельные люди. Этот странный вывод, кажется, приписывает свободу воли (справиться со злодействами) обществу, отказывая в ней преступникам.

Но сама основа, на которой было выстроено это философское здание, оказалась ложной. Все, что нам нужно для опровержения этого аргумента, – утверждение, будто физика доказывает иллюзорность свободной воли, – это показать, что физика не подчиняется причинности и будущее поведение частиц зависит не только от их прошлого опыта. Я продемонстрировал это в собственной лаборатории.

Со времен Ньютона до Гейзенберга по умолчанию считалось, что знание начальных условий определяет будущее любой физической системы. Тем не менее сегодня мы знаем, что два объекта – совершенно идентичных во всех отношениях – могут вести себя по-разному. Два идентичных радиоактивных атома распадаются в разные моменты времени. Их будущее не определяется их прошлым или их состоянием, их квантово-физической волновой функцией. Тождественные условия не порождают одинакового будущего. Причинность влияет на среднее физическое поведение. Но не на конкретное.

Позвольте доказать это самым, как мне кажется, убедительным способом: с помощью моих экспериментов и измерений. В конце 1960-х годов, работая в области экспериментальной физики элементарных частиц, мы с коллегами каждый день пользовались беватроном Лаборатории им. Лоуренса в Беркли[258], чтобы сталкивать между собой протоны. Многие из этих столкновений порождали по две или более частиц, известных как пионы (сокращенное название пи-мезонов). И вот ключевой факт: я смог экспериментально определить, что все пионы, полученные в результате одного столкновения, идентичны, если обладают одинаковым электрическим зарядом. Я имею в виду, по-настоящему идентичны, до самых-самых квантовых глубин. Эти частицы обладают одинаковыми квантовыми волновыми функциями. Они тождественны в том же смысле, в каком исходные электроны на фейнмановских диаграммах идентичны рожденным электронам.

Как я мог определить, что частицы по-настоящему идентичны? От Фила Даубера (физика, который объяснил мне, что 95 %-ной уверенности в нарушении временной инверсии недостаточно) узнал, что волны таких частиц интерферируют между собой. В одних направлениях они усиливаются; в других – гасят друг друга. Такая интерференция наблюдается среди частиц, получающихся в результате столкновения (это часть их «взаимодействия в конечном состоянии», ВКС); в наших данных ее легко можно было увидеть. Частицы разной структуры (состава) не взаимодействуют. Пион не интерферирует с электроном. Электроны могут интерферировать, но только в том случае, если их скрытый внутренний параметр – спин – одинаково ориентирован. В общем, интерференция достоверно показывает, что частицы идентичны по всем, даже скрытым, параметрам внутренней структуры – на всю глубину квантовой физики.