Гиперпространство. Научная одиссея через параллельные миры, дыры во времени и десятое измерение - Митио Каку

С точки зрения Ричарда Фейнмана, цель физика-теоретика — «как можно быстрее доказать свою ошибку»{107}. Но антропный принцип бесплоден, его невозможно опровергнуть. Или, как сказал Вайнберг, «хотя наука явно невозможна без учёных, неочевидно то, что Вселенная невозможна без науки»{108}.

Полемика об антропном принципе (а значит, о Боге) на долгие годы утихла и лишь недавно оживилась вновь, благодаря волновой функции Вселенной Хокинга. Если Хокинг прав, тогда действительно существует бесконечное множество параллельных вселенных, часто имеющих иные физические константы. В некоторых из них распад протонов может происходить слишком стремительно, в звёздах не образуется достаточного количества элементов тяжелее железа, Большое сжатие случается слишком быстро после возникновения жизни и т. п. В сущности, бесконечное множество параллельных вселенных умирает, так как физические законы в них не способствуют развитию жизни в том виде, в каком мы её знаем.

В одной из таких вселенных, параллельной нашей, законы физики совместимы с известной нам жизнью. Доказательством служит то, что сегодня мы обсуждаем этот вопрос. Если так, тогда, возможно, незачем ссылаться на Бога, чтобы объяснить, почему жизнь, которую мы ценим такой, какая она есть, возможна в нашей Вселенной. Однако мы вновь открываем возможность слабого антропного принципа, т. е. нашего сосуществования с множеством умерших вселенных, среди которых только наша совместима с жизнью.

Второй спор, вызванный волновой функцией Хокинга, более глубок, и, в сущности, он до сих пор не получил разрешения. Он носит название проблемы кота Шрёдингера.

Поскольку теория «дочерних вселенных» и «червоточин» Хокинга пользуется возможностями квантовой теории, она неизбежно вызывает так и не разрешённый спор о фундаментальных вопросах. Волновая функция Хокинга не разрешает полностью парадоксы квантовой теории, она всего лишь представляет их в новом неожиданном свете.

Как мы помним, квантовая теория гласит, что для каждого объекта есть волновая функция, определяющая вероятность нахождения этого объекта в той или иной точке пространства и времени. Кроме того, согласно квантовой теории, состояние частицы невозможно узнать без наблюдения. Прежде чем сделаны измерения, частица может находиться в одном из разнообразных состояний, описанных волновой функцией Шрёдингера. Таким образом, до того, как сделано измерение (наблюдение), узнать состояние частицы нельзя. По сути дела, пока не проведено измерение, состояние частицы — ни то ни сё, сумма всех возможных состояний.

Когда эта идея впервые была выдвинута Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом, Эйнштейн восстал против неё. «Неужели Луна существует только потому, что мышь смотрит на неё?» — любил спрашивать он. Согласно строгой интерпретации квантовой теории, Луна до момента наблюдения не существует в том виде, в каком мы её знаем. Ведь Луна может находиться в любом из бесконечного множества состояний, в том числе пребывать на небесах, взрываться, вообще быть где-то в другом месте. Именно наблюдения за Луной и измерения определяют, что на самом деле она движется вокруг Земли.

Эйнштейн не раз ввязывался в жаркие споры с Нильсом Бором, оспаривая столь неортодоксальный взгляд на мир. (В одном таком случае Бор раздражённо заявил Эйнштейну: «Вы не мыслите. Вы просто демонстрируете логику!»{109}) Даже Эрвин Шрёдингер (из-за знаменитых волновых уравнений которого и начался спор) протестовал против такой интерпретации его уравнений. Однажды он посетовал: «Мне это настолько не нравится, что я сожалею о своей причастности»{110}.

Ставя под сомнение ревизионистскую интерпретацию, критики спрашивали: «А кот жив или мёртв до того, как его увидят?»

Демонстрируя, насколько абсурден этот вопрос, Шрёдингер поместил воображаемого кота в запечатанный ящик. На кота направлено оружие, соединённое со счётчиком Гейгера, который, в свою очередь, соединён с некоторым количеством урана. Атом урана нестабилен и подвержен радиоактивному распаду. Если ядро атома урана распадётся, счётчик Гейгера зафиксирует это, вызовет срабатывание оружия и пуля убьёт кота.

Для того чтобы определить, мёртв кот или жив, мы должны открыть ящик и увидеть кота. Но в каком состоянии находится кот до того, как мы откроем ящик? Согласно квантовой теории, мы можем утверждать только, что кота описывает волновая функция, относящаяся как к живому, так и к мёртвому коту.

С точки зрения Шрёдингера, сама мысль о том, что кот и не живой, и не мёртвый — апофеоз абсурда, тем не менее экспериментальное подтверждение квантовой механики вынуждает нас прийти именно к такому выводу. В настоящее время все эксперименты подтверждают квантовую теорию.

Парадокс кота Шрёдингера настолько невероятен, что напоминает реакцию Алисы на исчезновение Чеширского кота у Льюиса Кэрролла: «Значит, до вечера, — сказал Кот и исчез. Не сказать, чтобы Алиса так уж сильно этому удивилась — она уже привыкла ко всяким чудесам».[19] С годами физики тоже привыкли к «чудесам» квантовой механики.

Есть как минимум три основных способа справиться с этой путаницей, которыми могут воспользоваться физики. Во-первых, можно допустить, что Бог существует. Поскольку все «наблюдения» подразумевают наличие наблюдателя, следовательно, во Вселенной должно быть некое «сознание». Некоторые физики, подобно лауреату Нобелевской премии Юджину Вигнеру, утверждали, что квантовая теория доказывает существование во Вселенной всеобщего космического сознания того или иного рода.

Второй способ справиться с парадоксом предпочитает подавляющее большинство ныне работающих физиков, и этот способ — игнорировать проблему. Большинство физиков, возражающих, что в камере можно проводить измерения и в отсутствие какого-либо сознания, просто желают, чтобы каверзная, но неизбежная проблема исчезла сама собой.

Физик Ричард Фейнман однажды сказал: «Думаю, можно с уверенностью утверждать, что квантовую механику не понимает никто. По возможности следует воздержаться и не задаваться вопросом „Как такое может быть?“, поскольку есть риск зайти в тупик, откуда ещё никто не находил выхода. Никто не знает, как такое может быть»{111}. Довольно часто можно услышать, что квантовая теория — глупейшая из всех теорий XX в. Кое-кто утверждает, что квантовая теория может претендовать лишь на бесспорную корректность.