Отец закатил глаза:
– Ну что за варварство – измерять длину в дюймах?
– Ладно, давай сменим тему, – сказал он чуть погодя. – Знаю, что теоретики-струнники и другие, кого не особо волнует привязка к реальности, любят рассуждать о других измерениях. А ветки там есть? Где все-таки находятся эти другие миры?
– Да ладно, Роберт, – обычно Алиса называла отца по имени, когда начинала на него сердиться, – ты же сам это знаешь. Ветки нигде не «находятся». Ты привык считать, что все вещи расположены где-то в пространстве, поэтому тебе кажется естественным спрашивать, где находятся иные миры. Но нет такого «места», где были бы скрыты эти ветки: они просто существуют одновременно с нашей, фактически с ней не контактируя. Предполагаю, они существуют в гильбертовом пространстве, но его нельзя назвать «местом». «Есть многое на свете, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам».
Она с гордостью подумала, как здорово смогла ввернуть цитату из Шекспира.
– Знаю. Мы с тобой уже выпили по паре бокалов, и я решил подбросить тебе разгрузочный вопрос.
Он немного пролистал вниз заметки у себя в телефоне.
– Хорошо, теперь давай о серьезном. Вот какой вопрос все время не давал мне покоя. Что насчет сохранения энергии? Откуда берется вся эта новая материя, когда внезапно создается целая новая вселенная?
– Что ж, – сказала Алиса, – давай просто вернемся к обычной академической квантовой механике. Зная квантовое состояние, можно вычислить полную энергию этого состояния. Поскольку волновая функция эволюционирует в строгом соответствии с уравнением Шрёдингера, эта энергия исправно сохраняется, так?
– Конечно.
– Вот и все. В многомировой интерпретации волновая функция подчиняется уравнению Шрёдингера, согласно которому энергия сохраняется.
– Но что насчет дополнительных миров? – не отступал отец. – Я могу измерить энергию, заключенную в мире вокруг меня, а ты говоришь, что она постоянно удваивается.
Здесь Алиса чувствовала себя уверенно.
– Не все миры получаются одинаковыми. Подумай о волновой функции. Когда она описывает множество ветвящихся миров, мы можем рассчитать их общую энергию, суммировав значения энергии каждого отдельного мира, умноженные на вес (амплитуду в квадрате) этого мира. Когда один мир делится надвое, энергия в обоих мирах остается такой же, как и в породившем их мире (с точки зрения любого обитателя этих миров), но вклад каждого из них в общую энергию волновой функции Вселенной стал вполовину меньше, поскольку их амплитуды уменьшились. Каждый из миров стал немного тоньше, хотя их обитатели не замечают никакой разницы.
– Математически я тебя понимаю, – согласился отец, – но на интуитивном уровне здесь чего-то недостает. Допустим, у меня есть шар для боулинга, у него есть определенная масса и потенциальная энергия. Но в соседней комнате кто-то пронаблюдал квантовый спин, и из-за этого волновая функция раздвоилась. Теперь у нас два шара для боулинга, и энергия каждого из них такая же, как у того, что был до измерения. Разве нет?
– Здесь ты игнорируешь амплитуды веток. Вклад шара для боулинга в энергию Вселенной – это не только его масса и потенциальная энергия, эти величины еще нужно умножить на вес его ветки в волновой функции. После разделения ситуация выглядит так, будто у нас стало два шара для боулинга, но их общий вклад в энергию волновой функции такой же, как у одного шара ранее.
Ее отец, казалось, задумался.
– Не уверен, что согласен с тобой, но, думаю, ты меня уболтала, – пробормотал он.
И вновь заглянул в свой список вопросов.
– Знаешь, а у меня остался всего один вопрос. – Отец отложил телефон, сделал глоток мартини и слегка наклонился вперед. – Ты действительно в это веришь? Честно? Всякий раз, когда кто-нибудь измеряет спин частицы, появляется множество моих копий?
Алиса откинулась на спинку кресла, посмаковала вино и задумчиво посмотрела на отца.
– Действительно верю. По крайней мере, лично я нахожу эвереттовскую квантовую механику со всем тем множеством миров, которые она подразумевает, самой правдоподобной версией квантовой теории, которая мне известна. Если при этом я должна признать, что мое нынешнее «я», развиваясь, превращается во множество слегка иных будущих «я», которые не смогут пообщаться друг с другом, я могу это принять. Но я всегда готова пересмотреть свои взляды, если в будущем появится новая информация: на основе результатов экспериментов или теоретических находок.
– Ты хороший эмпирик, – отец улыбнулся.
– Позволь мне процититровать Дэвида Дойча, – предложила Алиса. – Он как-то сказал: «Несмотря на непревзойденный эмпирический успех квантовой теории, само предположение, что она может быть буквальным и верным описанием природы, все еще встречают цинизмом, непониманием и даже гневом».
– Что ты хочешь этим сказать? Любой физик согласится, что квантовая механика описывает природу.
– Думаю, что Дойч, говоря о «квантовой теории», имел в виду многомировую интерпретацию. – Теперь настал черед Алисы улыбнуться. – Он имел в виду, что многие отрицают эвереттовскую квантовую механику по той простой причине, что она внутренне им претит, а не потому, что у них есть принципиальные возражения. Но, как однажды сказал философ Дэвид Льюис: «Я не знаю, как опровергнуть недоверчивый взгляд скептика».
– Надеюсь, меня ты к таким скептикам не причисляешь. – Отец выглядел слегка задетым. – Я просто пытался понять эту теорию с принципиальной точки зрения.
– Так и есть! – ответила Алиса. – Мы с тобой поговорили, и независимо от того, удалось ли мне тебя в чем-то убедить или нет, именно так и должны разговаривать вдумчивые физики. Мне важно не перетянуть всех на сторону Эверетта, а сделать более серьезным отношение ученых к проблеме понимания квантовой механики. Я бы скорее подискутировала, например, с ярым противником скрытых переменных, чем попыталась заинтересовать ими того, кого они просто не волнуют.
Отец кивнул.
– Пришлось потратить на меня некоторое время. Но да, мне интересно, – он улыбнулся дочери. – Ведь наша задача – во всем разобраться, правда?
9Иные путиАльтернативы многомировой интерпретации
Дэвид Альберт, в настоящее время – профессор Колумбийского университета и один из ведущих исследователей основ квантовой механики, когда-то получил весьма характерный опыт аспиранта, заинтересовавшегося этой темой. Он учился в аспирантуре на физическом факультете Рокфеллеровского университета, когда прочитал книгу Дэвида Юма, английского философа XVIII века, о взаимосвязи знаний и опыта. Тогда Альберт и пришел к убеждению, что в физике недостает понимания проблемы квантового измерения (Юм ничего не знал о проблеме измерения – в отличие от Альберта). В конце 1970-х никого в Рокфеллеровском университете не интересовали размышления в таком духе, поэтому Альберт завязал знакомство с человеком, жившим на другом краю света, – это был знаменитый израильский физик Якир Ааронов. Вместе они написали несколько влиятельных статей. Но, когда Альберт попытался использовать этот материал в своей диссертации на соискание степени PhD, руководство Рокфеллеровского университета пришло в ужас. Под угрозой полного отчисления из университета Альберт был вынужден написать отдельную диссертацию по математической физике. Как он вспоминал впоследствии: «Эту тему мне навязали, считая, что она пойдет на пользу моему характеру. В ней прослеживался отчетливый карательный элемент».
Физикам не удается прийти к консенсусу относительно того, в чем именно заключаются основания квантовой механики. Но во второй половине XX века они добились значительных успехов в согласовании точек зрения по смежному вопросу: каковы бы ни были основания квантовой механики, говорить о них определенно не следует. Не нужно отвлекаться на них в ущерб серьезным делам: расчетам и конструированию новых моделей полей и частиц.
Как мы знаем, Эверетт бросил академическую работу, даже не попытавшись стать профессором физики. Дэвид Бом, который учился и работал под руководством Роберта Оппенгеймера в 1940-х годах, предложил оригинальный способ использования скрытых переменных для решения проблемы измерения. Но после семинара, на котором другой физик объяснял идеи Бома, Оппенгеймер громко усмехнулся: «Если мы не можем опровергнуть Бома, тогда мы должны все вместе игнорировать его». Джон Белл, который сделал больше, чем кто-либо другой, чтобы прояснить явно нелокальную природу квантовой запутанности, намеренно скрывал свою работу на данную тему от коллег по ЦЕРН, в кругу которых считался относительно традиционным физиком-теоретиком. У него учился Ханс Дитер Цех, который первым начал прорабатывать концепцию декогеренции еще в 1970-е, будучи молодым исследователем. Белл предупреждал Цеха, что работа над этой темой может угробить его академическую карьеру. Действительно, тот столкнулся с большими трудностями при попытках опубликовать свои ранние статьи: рецензенты научных журналов характеризовали его статьи как «совершенно бессмысленные», указывая, что «квантовая теория неприменима к макроскопическим объектам». Голландский физик Сэмюэл Гаудсмит, работавший редактором в журнале Physical Review, в 1973 году составил служебную записку, в которой запретил журналу даже рассматривать статьи по основаниям квантовой механики, если только в них не делалось новых экспериментальных прогнозов. (Если бы эта политика действовала ранее, то журналу пришлось бы отвергнуть и статью Эйнштейна – Подольского – Розена, а также ответ Бора на нее.)
И все же, как видно из этих историй, несмотря на все чинимые им препятствия, часть физиков и философов упорно пытались лучше понять природу квантовой реальности. Многомировая интерпретация (в особенности после того, как процесс ветвления удалось прояснить с помощью декогеренции) – многообещающий подход, который, возможно, позволит разгадать загадки, связанные с проблемой измерения. Но есть и другие подходы, заслуживающие рассмотрения. Они ценны и потому, что действительно могут оказаться верными (а это всегда наилучшая прич