Ознакомительная версия. Доступно 4 страниц из 19
Однако это еще не конец истории. Нашлись люди, которые, вместо того чтобы использовать идею декогеренции только в ситуации «здесь и сейчас» (что бы это «здесь и сейчас» ни значило в запутанной Вселенной), решили применять этот способ мышления ко всей истории – или ко всем историям – Вселенной. В результате то, что прежде было самостоятельной интерпретацией – интерпретацией непротиворечивых историй, стало интерпретацией декогерентных историй. Но я начну с того места, где речь идет о «непротиворечивости».
В основе лежит идея о том, что мы знаем о квантовом мире (или мире вообще) лишь то, что можем увидеть и измерить. До проведения эксперимента или измерения мы можем только вычислить вероятность различных его исходов. Но стоит провести измерение – и мы получаем определенный результат, в некотором смысле выбранный из множества возможных вариантов. Аргументация подхода, связанного с непротиворечивыми историями, состоит в том, что, каким бы ни был результат измерения, то есть что бы ни произошло в мире, – все это должно быть согласовано с прошлым, с историей. Когда мы смотрим на интерференционную картину, полученную в эксперименте с двумя отверстиями, все, что мы можем сказать точно, – это что узор на экране согласуется с тем, что волны прошли через отверстия и проинтерферировали между собой. Когда свет выбивает электрон из поверхности металла, мы можем сказать лишь, что это согласуется с тем, что свет пришел в форме фотона.
Космологические следствия всего этого широко обсуждались в ученом сообществе, в дискуссии, в частности, участвовали Стивен Хокинг и его коллеги. Хокинг описал традиционный подход к пониманию Вселенной в квантовых терминах как анализ «снизу вверх». Вы начинаете с попытки догадаться, как в самом начале могла выглядеть Вселенная, будучи суперпозицией волновых функций, а затем пытаетесь разобраться, как она перешла в то состояние, в котором мы видим ее сегодня. Сам Хокинг предпочитал альтернативный подход «сверху вниз», при котором вы начинаете с сегодняшнего состояния Вселенной и шаг за шагом, согласованно, двигаетесь по пройденному ею пути в прошлое, пытаясь определить, какие волновые функции внесли свой вклад в ее возникновение.
Проблема в том, что может найтись (и обычно находится) более чем один уникальный путь, способный привести к наблюдаемому результату, – непротиворечивых историй оказывается больше одной. Не существует единственной уникальной «истории Вселенной», которую можно было бы восстановить таким образом. Если в электронной версии эксперимента с двумя отверстиями какой-то электрон достигает определенной точки на экране, не существует способа определить точно, через какое отверстие он прошел. Обе возможные истории вполне согласуются с тем, что мы наблюдаем. А мир в целом намного сложнее, чем эксперимент с двумя отверстиями, и открывает гораздо более широкий выбор непротиворечивых историй. Я еще вернусь к этому, но сначала ответим на вопрос: а где в этом сюжете появляется декогеренция?
Если каждое «измерение» – каждое квантовое взаимодействие – выбирает одну из целого ряда возможных историй, то можно представить себе восстановление траектории назад во времени, до самого Большого взрыва (а может быть, и дальше, но я так далеко заходить не буду), причем декогеренция (а это именно она) будет отбирать непротиворечивые варианты истории. В начале возможно все. Но как только происходят первые квантовые взаимодействия, некоторые возможности исключаются и разнообразие различных вселенных снижается. То есть снижается разнообразие непротиворечивых прошлых вселенных. Это продолжается вплоть до настоящего времени, выбирая историю нашей Вселенной (но, и это принципиально, не только нашей) из числа возможных миров. Подход, связный с декогерентными историями, не выбирает уникальную Вселенную. Нет, мы вновь возвращаемся к вариации на тему множества миров, но приходим к ней другим путем. Возможность использования декогеренции для превращения идеи многих миров в идею «многих историй» показалась некоторым физикам соблазнительной, поскольку позволяла избавиться от лишнего багажа в виде параллельных, в равной мере реальных миров и заменить их различными историями, которые существовали только в виде призрачных состояний среди вероятностей. Но в середине 1990-х гг. стало очевидно, что дело обстоит не так просто. На одной конференции Ли Смолин из канадского Института теоретической физики «Периметр» услышал выступление Фэй Доукер на тему этих возможностей, и его осенила идея, которую он позже описал в книге «Три дороги к квантовой гравитации» (Three Roads to Quantum Gravity):
Хотя наблюдаемый нами «классический» мир, в котором частицы имеют определенные координаты, является, возможно, одним из непротиворечивых миров и описывается каким-нибудь теоретическим решением, результаты Доукер и [Эдриана] Кента показывают, что должно также существовать бесконечное множество других миров. Более того, существовало бесконечное число непротиворечивых миров, которые были классическими вплоть до этого момента, но уже через пять минут будут совершенно непохожи на наш мир. Что еще более тревожно, существовали миры, классические сейчас, но представлявшие собой произвольную смесь суперпозиций классических [миров] в любой момент прошлого… Если интерпретация непротиворечивых историй верна, мы не имеем права из существования окаменелостей делать вывод о том, что сто миллионов лет назад по нашей планете бродили динозавры[17].
Все истории равно реальны, и то, что мы воспринимаем как единственную настоящую историю нашего мира, зависит от вопросов, которые мы задаем. Точно как в эксперименте с электронами: если мы будем искать волны, то найдем волны, а если поищем частицы – найдем частицы. Если мы ищем свидетельства существования динозавров в прошлом, мы находим историю, которая согласуется с существованием динозавров в прошлом. Это не обязательно означает, что в прошлом «на самом деле» были динозавры; это означает лишь, что сегодняшнее состояние мира не противоречит возможности существования динозавров в прошлом. Как сказал по этому поводу Смолин, получилась «теория, в которой мы можем формулировать ответы, но не вопросы».
Не то чтобы она устраивала «и наших и ваших», но, в зависимости от своих предпочтений, вы можете видеть в интерпретации с декогеренцией вариант либо копенгагенской, либо многомировой интерпретации. Не тревожьтесь, если ни один из них вам не по вкусу. Возможно, вы сможете найти утешение в Ансамблевой интерпретации.
Утешение 5
Ансамблевая неинтерпретация
Ансамблевая интерпретация была первой и простейшей альтернативой копенгагенской интерпретации. Именно ее, кстати говоря, предпочитал Альберт Эйнштейн:
Пытаясь рассматривать квантово-теоретическое описание как полное описание отдельных систем, мы приходим к неестественной интерпретации теории. Если принять точку зрения, согласно которой такое описание относится к ансамблю систем, а не к отдельным системам, тогда необходимость в таких неестественных интерпретациях отпадает[18].
Ознакомительная версия. Доступно 4 страниц из 19
