Структура реальности
Шрифт:
Чтобы пролить свет на квантовую концепцию времени, представим, что мы разрезали мультиверс на кучу отдельных снимков точно так же, как мы делали это с пространством-временем. С помощью чего мы можем снова склеить их? Как и раньше, законы физики и присущие снимкам физические свойства являются единственно приемлемым клеем. Если бы время в мультиверсе было последовательностью моментов, должна была бы существовать возможность распознавания всех снимков пространства в данный момент, словно мы собираем их в суперснимок. Не удивляет, что, оказывается, не существует способа сделать это. В мультиверсе снимки не имеют «временных меток». Не существует и понятия о том, какой снимок из другой вселенной происходит «в тот же самый момент», как и определенный снимок в нашей вселенной, поскольку это опять неявно выражало бы, что вне мультиверса существует всеобъемлющая конструкция времени, относительно которой происходят все события в мультиверсе. Но такой конструкции не существует.
Следовательно, не существует фундаментального разграничения между снимками других времен и снимками других вселенных. В этом и заключается особый смысл квантовой концепции времени:
Другие времена – это всего лишь специальные случаи других вселенных.
Это
48
Брайс Селигман ДеВитт (1923–2004) – американский физик-теоретик, работавший в области квантовой гравитации и теории поля. – Прим. ред.
49
Дон Пейдж – канадский физик-теоретик, работающий в области квантовой космологии и гравитационной физики. – Прим. ред.
50
Вильям Кент Вутерс (William Kent Wootters) – американский физик-теоретик, один из создателей квантовой теории информации. – Прим. ред.
Давайте продолжим нашу умозрительную реконструкцию мультиверса. Сейчас в нашей куче гораздо больше снимков, но давайте снова начнем с отдельного снимка одной вселенной в один момент. Если мы сейчас поищем в куче другие снимки, очень похожие на исходный, мы обнаружим, что эта куча весьма отличается от разобранного пространства-времени. Во-первых, мы находим много снимков, которые абсолютно идентичны исходному. В действительности любой снимок, который вообще присутствует, присутствует в бесконечном множестве копий. Таким образом, не имеет смысл спрашивать, сколько снимков обладают таким-то свойством, но только какая доля бесконечного количества снимков обладает этим свойством. Ради краткости, говоря об определенном «количестве» вселенных, я буду всегда подразумевать определенную часть от их общего количества в мультиверсе.
Если, помимо вариантов меня в других вселенных, существуют также и многочисленные идентичные копии меня, которая из них – я? Безусловно, я – это все они. Каждая из них только что задала этот вопрос – «которая из них – я?», – и любой истинный способ ответа на этот вопрос должен дать каждой из них один и тот же ответ. Считать, что имеет физический смысл вопрос, какой из идентичных копий являюсь я, – значит принять, что вне мультиверса существует некая система отсчета, относительно которой можно дать ответ: «Я – третья слева…» Но какое при этом может быть «лево», и что значит «третья»? Подобная терминология имеет смысл, только если представить, что снимки меня выстроены в различных положениях в некотором внешнем пространстве. Но мультиверс существует во внешнем пространстве не в большей степени, чем он существует во внешнем времени: он содержит все существующее пространство и время! Он просто существует, и физически он является всем, что существует.
Квантовая теория в общем случае не определяет, что произойдет на конкретном снимке, как это делает физика пространства-времени. Вместо этого она определяет, какая доля всех снимков в мультиверсе будет обладать заданным свойством. По этой причине мы, жители мультиверса, иногда можем делать только вероятностные предсказания относительно нашего собственного существования, несмотря даже на то, что то, что произойдет в мультиверсе, полностью определено. Предположим, например, что мы подбросили монетку. Типичное предсказание квантовой теории будет примерно таким: если на определенном количестве снимков монетка зафиксирована вращающейся определенным образом, а часы дают определенные показания, то также существует половина этого количества вселенных, в которых часы имеют большие показания, а монетка лежит орлом вверх, и вторая половина, в которой часы также имеют большие показания, а монетка лежит решкой вверх.
Рисунок 11.7 показывает небольшую область мультиверса, в которой происходят эти события. Даже в этой небольшой области необходимо показать много снимков, поэтому мы можем выделить на каждый снимок только одну точку диаграммы. Все снимки, на которые мы смотрим, содержат часы некоторого стандартного типа, а диаграмма организована так, что все снимки с конкретными показаниями часов появляются в виде вертикального столбца, а показания часов увеличиваются слева направо. Когда мы ведем взгляд вдоль любой вертикальной линии на диаграмме, не все снимки, которые мы проходим, различны. Мы проходим через группы идентичных снимков, показанных заливкой. Снимки с самыми ранними показаниями часов расположены на левом краю диаграммы. Мы видим, что на всех этих снимках, которые являются идентичными, монетка вращается. На правом краю диаграммы мы видим, что на половине снимков с самыми поздними
Если бы вы присутствовали в изображенной области мультиверса, все ваши копии сначала видели бы, что монетка вращается. Затем половина ваших копий увидела бы, что монетка упала орлом, а другая половина увидела бы, что она упала решкой. На некотором промежуточном этапе вы увидели бы монетку еще в движении, из которого уже можно было бы предсказать, какой стороной она упадет. Это разделение идентичных копий наблюдателя на немного отличные версии ответственно за субъективно вероятностный характер квантовых предсказаний. Дело в том, что, если бы вы спросили в самом начале, какой результат подбрасывания монетки вам предстоит увидеть, ответ был бы, что это строго непредсказуемо, поскольку половина ваших копий, задающих этот вопрос, увидит орла, а вторая половина – решку. При этом невозможно спросить, «какая половина» увидит орла, – смысла в этом не больше, чем в ответе на вопрос «который из них я?». В практических целях вы можете считать это вероятностным предсказанием того, что в 50 % случаев монета упадет орлом, а в оставшихся 50 % случаев – решкой.
Детерминизм квантовой теории, подобно детерминизму классической физики, действует как вперед, так и назад во времени. Из состояния объединенного набора снимков орлов и решек при более поздних показаниях часов на рис. 11.7 полностью определяется состояние «вращения» при более ранних показаниях часов, и наоборот. Тем не менее, с точки зрения любого наблюдателя, в процессе подбрасывания монетки теряется информация. Тогда как начальное состояния «вращения» монетки мог видеть наблюдатель, конечное объединенное состояние орлов и решек не соответствует любому возможному опыту наблюдателя. Следовательно, наблюдатель в более раннее время может наблюдать за монеткой и предсказать ее будущее состояние, а также последующие субъективные вероятности. Но ни одна из более поздних копий наблюдателя не может наблюдать информацию, необходимую для восстановления состояния «вращения», поскольку эта информация уже распределена между двумя типами вселенных, что делает невозможным восстановление, исходя из конечного состояния монетки. Например, если мы знаем только то, что монетка лежит орлом кверху, за несколько секунд до этого могло наблюдаться состояние, которое я назвал «вращением», или монетка могла вращаться в противоположном направлении, или все время лежать орлом. В данном случае не существует возможности восстановления предыдущего состояния, даже вероятностного восстановления. Более раннее состояние монетки просто не определяется более поздним состоянием снимков орла, но только совместным состоянием снимков орла и решки.
Любая горизонтальная линия, проведенная по рис. 11.7, проходит через последовательность снимков с увеличивающимися показаниями часов. Может возникнуть соблазн думать о такой линии – как та, что показана на рис. 11.8, – как о пространстве-времени, а о всей диаграмме – как о пачке пространств-времен, по одному на каждую подобную линию. Из рис. 11.8 мы можем вывести, что происходит в «пространстве-времени», определенном горизонтальной линией. В течение какого-то периода времени оно содержит вращающуюся монетку. Затем, в течение следующего периода, оно содержит монетку, которая движется так, что можно предсказать, что она упадет орлом. Однако позднее, вопреки сказанному, оно содержит монетку, которая движется так, что можно предсказать, что она упадет решкой, и в конце концов она действительно падает решкой. Однако это всего лишь недостаток диаграммы, как я уже указал в главе 9 (см. рис. 9.4). В этом случае законы квантовой механики предсказывают, что ни один наблюдатель, который помнит, что видел монетку в состоянии «предсказуемого появления орла», не может увидеть ее в состоянии решки: собственно, это и оправдывает то, что мы называем это состояние «предсказуемым появлением орла». Следовательно, ни один наблюдатель в мультиверсе не опознал бы события в таком виде, в каком они происходят в «пространстве-времени», определенном линией. Все это подтверждает, что мы не можем склеить снимки произвольно, мы можем склеить их только так, чтобы отразить отношения между ними, определяемые законами физики. Снимки, расположенные вдоль линии на рис. 11.8, недостаточно взаимосвязаны, чтобы оправдать их объединение в одну вселенную. Да, они появляются в порядке увеличения показаний часов, которые в пространстве-времени были бы «временной меткой», достаточной для повторной сборки пространства-времени. Но в мультиверсе слишком много снимков, чтобы только показания часов могли разместить один снимок относительно других. Чтобы сделать это, нам необходимо вникнуть в сложные подробности того, какие снимки определяют какие.
В физике пространства-времени любой снимок определяется любым другим. Как я уже сказал, в мультиверсе, в общем случае, это не так. Обычно состояние одной группы идентичных снимков (например, тех, в которых монетка «вращается») определяет состояние равного количества различных снимков (таких как снимки орла и решки). Из-за свойства обратимости времени, присущего законам квантовой физики, общее, многозначное состояние последней группы также определяет состояние первой. Однако в некоторых областях мультиверса и в некоторых местах в пространстве снимки некоторых физических объектов на некоторое время складываются в цепочки, каждое звено которых определяет все остальные в хорошем приближении. Стандартным примером могла бы стать последовательность снимков Солнечной системы. В таких областях законы классической физики являются хорошим приближением квантовых законов. В таких областях и местах мультиверс действительно выглядит как на рис. 11.6, в виде набора пространств-времен, и на таком уровне приближения квантовая концепция времени сводится к классической. В них можно выявить приблизительную разницу между «различными временами» и «различными вселенными», а время – это приблизительно последовательность моментов. Но это приближение никогда не выдерживает более детального исследования снимков, взгляда далеко вперед или далеко назад во времени, или взгляда далеко в мультиверс.