Это всё квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего
Шрифт:
Несмотря на явные огрехи в логике Бора, физики так отчаянно хотели решить проблему зомбокота, что большинство просто согласилось с теорией коллапса, не задавая лишних вопросов, и довольно долго нелепая идея поделить вселенную на «все большое» и «все маленькое» была позицией по умолчанию у многих ведущих специалистов по квантовой механике в мире. Как определить «большое» и «маленькое», никто толком не понимал, но почти всем было наплевать. «Молчи и вычисляй!» – гласил неписаный закон.
Кстати, такой подход – молчи и вычисляй – практиковался не только в квантовой механике. Есть много ученых и философов, которые вообще не считают, что наука должна
По правде говоря, мне кажется, это довольно дурацкая точка зрения, которая к тому же тормозит научный прогресс. Самые крупные достижения в естественных науках, а особенно в физике, обычно начинаются с предположения, что в реальном мире существует какой-то новый тип предметов или явлений, а затем ученые, опираясь на это предположение, делают прогнозы, которые можно проверить. Например, чтобы открыть атомы, кто-то должен был сначала предположить, что атомы существуют, и на основании этого предположения сделать прогноз, как должна вести себя жидкость, если атомы действительно существуют, а затем этот прогноз проверить. Этот процесс приносит результаты только при условии, что ученые осмеливаются утверждать что-то об устройстве мира, а не тешатся со своими формулами тайком от всех, помалкивая насчет природы вещей.
Между тем описания реальности делают науку сильнее, однако не все они полезны, что возвращает нас к Бору и его нелепой теории. Если вы, как и я, считаете, что задача физики – не просто делать хорошие предсказания, а еще и объяснять, что на самом деле происходит во вселенной, вам наверняка кажется весьма глупой и обидной сама мысль, будто законы физики проводят некую загадочную грань между «большими» и «маленькими» объектами, а нам нельзя даже интересоваться, что это за грань и откуда она взялась.
К счастью, последнее слово осталось не за Бором: многие физики продолжали требовать, чтобы им четко сказали, где и почему проходит грань между большим и маленьким. Оказывается, стремление это объяснить возымело очень серьезные и совершенно неожиданные последствия.
Впервые в истории ученым пришлось включить в уравнение сознание.
Важен ли разум?
Джон фон Нейман овладел высшей математикой к восьми годам, а к девятнадцати успел опубликовать две научные статьи, и все были уверены, что он вот-вот получит национальную венгерскую премию по математике. Вероятно, он самый умный из всех, о ком вы никогда не слышали. Но если вам станет от этого легче, упомяну, что пел он паршиво, да и готовил наверняка так себе.
Фон Нейман указал на главный пробел в картине Бора: так называемые «большие» объекты, обладающие способностью вызывать коллапс, целиком и полностью состоят из «маленьких», которые этого не умеют. Микроскопы и измерительные приборы, без которых Бор не мог объяснить, почему атомы и электроны коллапсируют, сами состоят из атомов и электронов!
Если каждый атом, входящий в состав микроскопа, может жить субатомной двойной жизнью, почему и сам микроскоп не может существовать во многих состояниях одновременно? А если так, почему
В сущности, фон Нейман показал, что нет никаких причин проводить границу между большим и маленьким в каком-то конкретном месте. Если атом коллапсирует, когда его наблюдают в микроскоп, то утверждать, что коллапс вызван микроскопом, не осмысленнее, чем говорить, что коллапс вызван человеком, который смотрел в микроскоп. Каждый шаг в этой «измерительной цепочке» – всего лишь взаимодействие одного скопления атомов с другим скоплением атомов. Конечно, у некоторых скоплений есть собственные названия – «микроскоп», «пистолет», «кот», – но трудно понять, как могут влиять на что-то в этой ситуации совершенно произвольные различия, проводимые между разными скоплениями атомов людьми.
А значит, нет причин полагать, будто возможно указать на какую-то конкретную часть цепочки, которая и вызывает коллапс. Более того, фон Нейман не видел причин, почему тело экспериментатора, состоящее из атомов, как и все остальное, не должно расщепиться точно так же, как электрон или любые другие объекты вдоль измерительной цепочки. В каком-то смысле фон Нейман двигался в направлении той же многомировой интерпретации с параллельными вселенными, о которой мы говорили в предыдущей главе, – за несколько десятилетий до того, как ее предложили!
Тем не менее фон Нейман все же полагал, что коллапс должен где-то происходить. Он не был готов согласиться с тем, что экспериментаторы носятся по лабораториям планеты, видя и не видя одновременно и живых, и мертвых котов.
Это поставило его в неловкое положение. Все вещество состоит из атомов, а атомы не могут по отдельности вызывать коллапс, поскольку относятся к «маленьким» объектам, а маленькие объекты лишены такой способности. Поэтому, если коллапс и произойдет, его должна вызвать некая сущность, которая ведет себя так, будто вообще не состоит из атомов, нечто такое, что играет по иным правилам, чем все остальное во вселенной!
Чем бы эта сущность ни была, фон Нейман заключил, что она не может состоять из обычного вещества, это должно быть нечто нематериальное, даже нефизическое. По всему выходило, что во вселенной должна быть некая сущность, которая:
1. совершенно нематериальна (не состоит из атомов),
2. обладает способностью волшебным образом вызывать коллапс материальных объектов и
3. отслеживает все, на что падает взгляд человека, чтобы вызвать коллапс этих объектов, прежде чем мы успеем заметить, что они находятся во многих местах одновременно или делают много всего сразу.
Фон Нейману эта странная сущность начала подозрительно напоминать что-то вроде души или сознания. Он даже дал ей название «абстрактное эго».
Взглянем на нашего зомбокота и проанализируем его с позиции фон Неймана. Сначала все происходит более или менее так же, как в прошлой главе: электрон вращается в двух направлениях одновременно…
Не забывайте: законы квантовой механики применимы и к телу экспериментатора, поэтому и он должен был бы расщепиться на две копии – если бы не гипотетическое присутствие сознания, вызывающего коллапс, по мысли фон Неймана.