– Так не подсказывает ли бритва Оккама, что наличие слишком большого количества онтологических обязательств – непривлекательная черта для фундаментальной теории?
– Конечно, но для начала нужно хорошенько разобраться, что это за онтологическое обязательство. Многомировая интерпретация не предполагает, что существует множество миров. Она предполагает, что волновая функция эволюционирует согласно уравнению Шрёдингера. Миры добавляются в интерпретацию автоматически.
– Что ты имеешь в виду? Она ведь буквально так и называется: многомировая интерпретация. Вполне логично, что она предполагает наличие множества миров.
– Не совсем, – ответила Алиса, все сильнее увлекаясь разговором, – в многомировой интерпретации те же составляющие, что и во всех других версиях квантовой механики. Но чтобы избавиться от множественности миров, в других версиях приходится идти на всякие ухищрения: либо дополнять уравнение Шрёдингера новой динамикой, либо добавлять в волновую функцию новые переменные, либо предлагать совершенно иной взгляд на реальность. С онтологической точки зрения многомировая интерпретация настолько компактна и эффективна, насколько вообще возможно.
– Да ты шутишь!
– Нет! Честно говоря, гораздо более веское возражение заключается в том, что многомировая интерпретация слишком легка и компактна, поэтому не так-то просто спроецировать ее формализм на наблюдаемый мир во всей его беспорядочности.
Ее отец задумался, ненадолго забыв о коктейле.
Алиса решила укрепить позиции.
– Поясню, что я имею в виду. Если мы считаем, что квантовая механика в какой-то степени описывает реальность, то верим, например, что электрон может находиться в суперпозиции верхнего и нижнего спинов. А поскольку и мы с тобой, и наши измерительные приборы состоят из электронов и других квантовых частиц, простейшее допущение – как раз по бритве Оккама – считать, что и ты, и я, и наши измерительные приборы также могут находиться в суперпозициях, и, если уж на то пошло, вся Вселенная может быть в суперпозициях. Именно это самым непосредственным образом подразумевает формализм квантовой механики, нравится нам это или нет. Разумеется, можно придумать разные способы, как усложнить теорию и избавиться от всех этих суперпозиций, либо перевести их в область нефизического, но только представь, как Уильям Оккамский заглядывает тебе через плечо и неодобрительно фыркает.
– По-моему, это уже софистика, – буркнул отец. – Отбросив всякую философию, набор в принципе ненаблюдаемых элементов вашей теории совсем не кажется таким уж простым.
– Никто не станет отрицать, что многомировая интерпретация подразумевает существование множества миров, – признала Алиса, – но это не противоречит простоте самой теории. Мы судим о теориях не по количеству объектов, которые они могут описать и действительно описывают, а по простоте их базовых идей. Идея целых чисел – «–3, –2, –1, 0, 1, 2, 3.» – гораздо проще, чем… ну, не знаю: «–342, 7, 91, миллиард, простые числа меньше 18 и квадратный корень из 3». Во множестве целых чисел больше элементов – на самом деле их там бесконечно много, – но в них прослеживается простая закономерность, благодаря которой описывать их несравнимо проще.
– Хорошо, – ответил отец, – я понимаю, что ты хочешь сказать. Есть множество миров, но есть и простой принцип, объясняющий их появление, верно? Но все-таки, когда у нас будут все эти миры, потребуется колоссальный объем математической информации, чтобы их описать. Не следует ли нам поискать теорию попроще, где они вообще не требуются?
– Ты можешь попробовать, – ответила Алиса, – как пробовали многие другие. Но, избавляясь от идеи множества миров, мы только усложняем теорию. Подумай об этом так: пространство всех возможных волновых функций, гильбертово пространство, очень велико. В многомировой интерпретации оно ничуть не больше, чем в других версиях квантовой теории, и этого пространства более чем достаточно, чтобы описать в нем большое количество параллельных реальностей. Если ты можешь описать суперпозиции электронов с разными спинами, ты с тем же успехом можешь описывать суперпозиции вселенных. Если ты вообще занимаешься квантовой механикой, то должен видеть потенциал для существования множества миров: они порождаются в ходе обычной шрёдингеровской эволюции, хочешь ты того или нет. В других подходах предпочитают не использовать все богатство гильбертова пространства. Существование других миров отвергается, и приходится хорошо постараться, чтобы как-то от них избавиться.
– Ладно, – пробормотал отец, не вполне убежденный, но готовый перейти к следующему вопросу. Он пригубил напиток и заглянул в телефон. – А нет ли с этой теорией и философской проблемы? Сам я не философ, но Карл Поппер не даст соврать: хорошая научная теория должна быть фальсифицируемой. Если ты не можешь даже представить эксперимент, который мог бы доказать ошибочность твоей теории, то ее нельзя считать настоящей наукой. Так и обстоят дела со всеми этими другими мирами, разве нет?
– И да и нет.
– Это дежурный ответ на любой философский вопрос.
– Верно, наша расплата за славу педантов, – рассмеялась Алиса. – Действительно, Поппер выдвигал такое предположение, что научные теории должны быть фальсифицируемы. Это была важная идея. Но на самом деле он имел в виду разницу между такими теориями, как, например, эйнштейновская теория относительности, – она дает эмпирически проверяемые прогнозы об искривлении луча света под действием солнечной гравитации – и такими как, например, марксистский исторический материализм или фрейдистский психоанализ. Проблема с идеями из второй категории, считал он, заключается в том, что независимо от того, как все происходит на самом деле, такие теории позволяют придумать этому объяснение.
– Вот именно. Сам я Поппера не читал, но понимаю, что он точно подметил критически важный аспект науки.
Алиса кивнула:
– Подметил. Но, честно говоря, большинство современных философов науки соглашаются, что это не полный ответ. Наука довольно запутана, и разница между наукой и ненаукой весьма тонка.
– Эх вы, всюду у вас тонкая разница! Неудивительно, что у вас не выходит никакого прогресса.
– Подожди, пап, мы подошли к кое-чему важному. В конечном счете Поппер хотел подчеркнуть, что хорошая научная теория обладает двумя характеристиками. Во-первых, она определенная: нельзя просто так вывернуть теорию, чтобы объяснить с ее помощью что угодно; именно этим отпугивали Поппера диалектический материализм и психоанализ. Во-вторых, она эмпирическая: теория не может считаться истинной, если она полностью умозрительна. Нет, все мы по-своему объясняем мир, выстраивая разные теории, а потом выбираем одну из этих теорий, выйдя в мир и посмотрев, как именно он устроен.
– В точку! – Видимо, отцу показалось, что разговор повернул в его пользу. – Эмпирическая. Но, если ты не можешь наблюдать все эти миры, ничего эмпирического в твоей теории нет.
– Отнюдь нет, – ответила Алиса. – Многомировая интерпретация обладает обеими этими характеристиками. Это не просто какая-то история, которую можно приспособить к любому наблюдаемому набору фактов. Ее постулаты просты: мир описывается квантовой волновой функцией, которая эволюционирует согласно уравнению Шрёдингера. Эти постулаты реально фальсифицируемы. Просто поставь эксперимент и покажи, что квантовая интерференция не происходит там, где должна, либо что квантовая запутанность действительно может использоваться для коммуникации со сверхсветовой скоростью, или что волновая функция действительно коллапсирует, даже без декогеренции. Многомировая интерпретация – вообще самая фальсифицируемая из всех когда-либо выдвигаемых теорий.
– Но эти эксперименты относятся не к многомировой интерпретации, – запротестовал отец, не желая сдавать позиции, – а ко всей квантовой механике в целом.
– Верно! Но эвереттовская квантовая механика – это просто чистая, строгая квантовая механика без каких-либо надстроек и предположений сверх того. Но, конечно, если они тебе нужны, мы непременно зададимся вопросом, а проверяемы ли они.
– Да брось. Определяющая характеристика многомировой интерпретации заключается в существовании всех этих миров где-то рядом. Наш мир не может с ними взаимодействовать, поэтому данный конкретный аспект теории непроверяем.
– Ну и что? В любой хорошей теории делаются те или иные непроверяемые прогнозы. Согласно нашему современному теоретическому пониманию общей теории относительности, сила тяготения завтра не может отключиться на десять миллисекунд в конкретной области пространства в десять метров в поперечнике и в двадцати миллионах световых лет от нас. Этот прогноз невозможно проверить, но тем не менее мы уверены, что это так. Нет никаких причин, по которым гравитация могла бы проявлять такие свойства, а если предположить, что такое возможно, то у нас получится гораздо более уродливая теория, чем та, что есть сейчас. Дополнительные миры в эвереттовской квантовой механике – это явление ровно такого же порядка: они неизбежно следуют из простого теоретического формализма. Мы должны признать их существование, если у нас не будет веских причин этого не делать.
– Кроме того, – добавила Алиса, – другие миры, в принципе, могут быть обнаружены, если нам невероятно повезет. Они никуда не делись, они так и остаются в волновой функции. По причине декогеренции крайне маловероятно, чтобы один мир интерферировал с другим, но метафизически это не исключено. Но я бы не стала подавать заявку на грант для такого эксперимента: все равно что добавить сливки в кофе, перемешать, а потом ждать, пока они спонтанно разделятся обратно.
– Не волнуйся, я на это и не рассчитывал. Просто, думаю, Карл Поппер был бы не в восторге от вашего подхода к философии науки.
– Тут, папа, ты попался, – сказала Алиса. – Поппер резко критиковал копенгагенскую интерпретацию, которую называл «ошибочной и даже порочной доктриной». Напротив, о многомировой интерпретации он отзывался лестно, описав ее как «совершенно объективное обсуждение квантовой механики».