Начало бесконечности. Объяснения, которые меняют мир

Дойч Дэвид

В году примерно 100 тысяч пятиминутных периодов времени. Вероятность того, что любые заданные часы, скажем, мои, остановятся в заданную пятиминутку, приблизительно 1 к 100 000. Низкая вероятность, но шоу [этого медиума] смотрят 10 миллионов зрителей. Если только половина из них носит часы, то можно ожидать, что около 25 механизмов остановятся в любую заданную минуту. Если только четверть владельцев позвонит в студию, это будет 6 звонков – более чем достаточно, чтобы ошеломить наивную публику. Особенно если добавить звонки от тех, чьи часы остановились в предыдущий день, от тех, у кого остановились не собственные наручные часы, а настенные часы у дедушки, от родственников, умерших из-за сердечного приступа, которые, переживая утрату, сообщают, что сердце их родных больше «не тикает», и так далее.

Как показывает этот пример, тот факт, что определенные обстоятельства могут объяснять другие события, при этом никак не влияя

на их совершение, нам хорошо знаком, хотя и противоречит логике. Ошибка, которую совершает «наивная» публика, сродни парохиальности: они наблюдают явление – людей, звонящих, чтобы сказать, что у них встали часы, но не могут воспринимать это как часть более широкого явления, которое в большей своей части недоступно для их наблюдения. Хотя ненаблюдаемые части этого более широкого явления никак не повлияли на то, что мы, зрители, видим, для объяснения они существенны. Аналогично в здравом смысле и классической физике содержится парохиальная ошибка, согласно которой существует только один вариант развития событий. Эта ошибка, встроенная в наш язык и систему понятий, делает крайне странным утверждение о том, что событие может, с одной стороны, быть очень маловероятным, а с другой – совершенно точно случиться. Но в реальности в этом нет ничего странного.

Теперь мы наблюдаем звездолет изнутри как чрезвычайно сложное нагромождение наложенных друг на друга объектов. В большинстве мест на борту полно людей, некоторые среди них выполняют весьма необычные задания, и все они друг о друге не подозревают. Сам звездолет следует многими, слегка отличными друг от друга курсами, что обусловлено небольшими различиям в поведении экипажа. Безусловно, все это мы видим лишь мысленным взором. Согласно нашим вымышленным законам физики ни один наблюдатель в самой мультивселенной не увидит ничего подобного. Следовательно, при более близком рассмотрении (в нашем воображении) мы также увидим, что во всем этом очевидном хаосе много порядка и закономерностей. Так, хотя в кресле капитана собралось множество человеческих фигур, мы видим, что большинство из них – это капитан; и хотя в кресле штурмана тоже много фигур, мы видим, что лишь немногие из них являются капитаном. Закономерности такого рода в конечном счете обусловлены тем, что все вселенные, несмотря на свои различия, подчиняются одним и тем же законам физики (включая их начальные условия).

Мы также видим, что любой отдельно взятый экземпляр капитана взаимодействует только с одним экземпляром штурмана и с одним экземпляром первого помощника; и это как раз те экземпляры, что взаимодействуют между собой. Эти закономерности обусловлены тем, что истории почти автономны: то, что происходит в любой из них, практически полностью определяется предыдущими событиями в этом варианте событий, а исключениями являются лишь скачки напряжения, вызванные телепортатором. До сих пор в рассказе эта автономность историй – достаточно тривиальный факт, поскольку мы начали с того, что сделали вселенные автономными. Но, пожалуй, на время нам стоит стать еще педантичнее и спросить: в чем конкретно разница между тем экземпляром вас, с которым я могу взаимодействовать, и теми экземплярами, которые для меня неощутимы? Последние находятся «в других вселенных», но, как мы помним, вселенные состоят только из тех объектов, которые в них есть, так что это равносильно тому, чтобы сказать: «Я вижу тех, кого могу видеть». Суть в том, что наши законы физики должны также говорить, что каждый объект несет в себе информацию о том, которые из его экземпляров с экземплярами других объектов могут взаимодействовать (кроме случаев, когда экземпляры неотличимы, то есть когда нет такого понятия, как «которые из»). В квантовой теории описывает такую информацию. Она называется информацией о запутанности [80] .

80

То, что эта информация целиком содержится локально в объектах, в настоящее время вопрос спорный. Подробное техническое его обсуждение можно найти в статье «Информационный поток в запутанных квантовых системах», написанной мной с Патриком Хейденом и опубликованной в Трудах Королевского общества (Information Flow in Entangled Quantum Systems, Proceedings of the Royal Society A456, 2000). – Прим. автора.

До сих пор в рассказе мы выстраивали обширный, сложный мир, который в нашем воображении выглядит весьма непривычно, но для подавляющего большинства его обитателей он кажется почти в точности таким же, как одна-единственная вселенная нашего повседневного опыта и классической физики плюс некоторая очевидно случайная встряска, ощущаемая при работе телепортатора. Крошечное меньшинство историй оказалось под сильным влиянием очень «маловероятных» событий, но даже в них информационный поток – что на что влияет – остается привычным и знакомым. Например, версия корабельного журнала с записями о странных совпадениях будет доступна восприятию людей, которые помнят об этих совпадениях, но не другим экземплярам этих людей.

Таким образом, информация в нашей вымышленной мультивселенной течет по

ветвящемуся древу, ветви которого – варианты развития событий – имеют разную толщину (меру) и никогда не воссоединяются после того, как разошлись. Каждая из них ведет себя в точности так, как если бы других не существовало. Если бы на этом все заканчивалось, то воображаемые законы физики этой мультивселенной были бы совершенно негодными объяснениями: не было бы разницы между их предсказаниями и предсказаниями гораздо более ясных законов, говорящих, что есть только одна вселенная с одной историей, в которой телепортатор случайным образом вызывает изменение в перемещаемых им объектах. Согласно этим законам, единственная история в таких случаях не разветвляется на две автономные, а случайным образом претерпевает или не претерпевает это изменение. И вся изумительно сложная мультивселенная, которую мы себе вообразили, с ее множественностью сущностей, включая людей, проходящих друг сквозь друга, странными происшествиями и информацией о запутанности, превратится в ничто, как та галактика в главе 2, которая оказалась дефектом на фотопластинке. Мультиверсное объяснение тех же самых событий было бы неразумным, и мир оказался бы для его обитателей необъясним, будь это правдой.

Может сложиться впечатление, что, накладывая все эти условия на информационный поток, мы затратили массу усилий, чтобы добиться этого самого свойства, а именно спрятать от обитателей архисложные лабиринты их мира. Мы, как Белый Конь в «Алисе в Зазеркалье» Льюиса Кэррола, который

…обдумывал свой план,Как щеки мазать мелом,А у лица носить экран,Чтоб не казаться белым! [81] Пришло время убрать экран.

81

Цит. по: Кэрролл Л. Алиса в Зазеркалье. – М.: Росмэн-Пресс, 2013.

В квантовой физике информационный поток в мультивселенной не столь послушен, как в описанном мной ветвящемся древе историй. Всему виной следующее квантовое явление: при определенных обстоятельствах законы движения допускают воссоединение историй (то есть они могут вновь становиться неотличимыми). Это обращение во времени уже описанного мною расщепления (дифференциации истории на две или более), так что в нашей вымышленной мультивселенной его можно воплотить естественным образом, если наделить телепортатор способностью отменять вызванное им ветвление историй.

Если представить исходное расщепление следующим образом

где X – нормальное напряжение, а Y – аномальное, вызванное телепортатором, то воссоединение историй можно представить как:

Это явление известно как интерференция: своим присутствием вариант истории Y интерферирует с тем, что телепортатор обычно делает с вариантом X. В результате варианты X и Y сливаются в один. Во многом это схоже с тем, когда в некоторых рассказах о фантомных зонах двойники сливаются со своими оригиналами, только здесь нам не нужно отказываться от закона сохранения массы или любого другого закона сохранения: общая мера всех историй остается постоянной.

Интерференция – это явление, которое может предоставить обитателям мультивселенной данные о существовании в их мире множества историй без необходимости разрешать обмен информацией между историями. Например, предположим, что телепортатор был запущен дважды с коротким интервалом во времени (ниже я объясню, что значит «короткий»):

Если бы это делалось неоднократно (каждый раз с использованием, скажем, различных копий телепортатора), то вскоре можно было бы заключить, что промежуточный результат не может быть лишь случайным выбором между X и Y, потому что в этом случае конечным исходом иногда мог бы быть Y из-за

), хотя на самом деле всегда получается X. Таким образом, обитатели не смогут больше объяснять увиденное предположением, что на промежуточной стадии реально существует только одно, случайно выбранное значение напряжения.