Мы уже отмечали, что эпистемологическая стратегия не может работать самым обычным и прямолинейным образом. Волновая функция – это не вероятностное распределение. Настоящие функции распределения вероятностей никогда не бывают отрицательными, поэтому и не могут приводить к интерференционным феноменам, подобным тому, что наблюдается в эксперименте с двумя щелями. Однако вместо того чтобы сдаваться, можно попробовать несколько изощреннее выразить взаимосвязь волновой функции и реального мира. Можно выстроить такой формализм, который позволил бы использовать волновые функции для расчета вероятностей, связанных с результатами экспериментов, не соотнося их при этом с какой-либо базовой реальностью. Именно такую задачу и берут на себя сторонники эпистемологических подходов.
Предпринимались многочисленные попытки интерпретировать волновую функцию в эпистемологическом ключе, как и в случае с конкурирующими моделями коллапса или теориями скрытых переменных. Один из наиболее известных подходов такого рода называется «квантовое байесианство», который разработали Кристофер Фукс, Рюдигер Шак, Карлтон Кейвс, Н. Дэвид Мермин и другие. В наши дни обычно используется сокращенное название «кьюбизм» (должен признать, название очаровательное).
Байесовский вывод предполагает, что в нашем распоряжении есть только набор степеней уверенности по поводу истинности или ложности различных посылок, и все эти степени уверенности уточняются по мере поступления новой информации. Во всех версиях квантовой механики (а на самом деле во всех научных теориях) в том или ином виде используется теорема Байеса, и во многих подходах к пониманию квантовой вероятности теорема Байеса критически важна. Кьюбизм отличается тем, что степени уверенности по поводу квантовых явлений в нем считаются личными, а не универсальными. Согласно кьюбизму, волновая функция электрона – это не абсолютная и окончательная величина, по поводу которой в принципе можно прийти к общему мнению. Скорее, каждый по-своему полагает, что представляет собой волновая функция электрона, и использует это представление, чтобы спрогнозировать результаты наблюдений. Если мы проведем много экспериментов и поговорим друг с другом о своих наблюдениях, заявляют кьюбисты, то сможем прийти к определенному консенсусу относительно того, что представляют собой различные волновые функции. Но в основе своей они будут оценками наших собственных убеждений, а не объективными свойствами мира. Когда мы видим, как электрон отклоняется вверх в поле магнита Штерна – Герлаха, мир не меняется: это мы узнаем о мире что-то новое.
У такой философии есть одно прямое и бесспорное достоинство: если волновая функция не является физическим феноменом, то нечего и беспокоиться о ее «коллапсе», даже если этот коллапс предположительно является нелокальным. Если у Алисы и Боба две частицы, запутанные друг с другом, и Алиса выполняет измерение, то по обычным правилам квантовой механики состояние частицы Боба немедленно меняется. Кьюбизм уверяет нас, что обо всем этом не стоит беспокоиться, поскольку не существует такой штуки, как «состояние частицы Боба». Изменилась только волновая функция, с которой обращалась Алиса и делала на ее основе прогнозы: она была уточнена с помощью подходящей квантовой версии теоремы Байеса. Волновая функция, которая была в распоряжении Боба, вообще не изменилась. Правила игры в кьюбизме сформулированы так, что когда Боб собирается измерить свою частицу, результат будет согласовываться с тем прогнозом, который можно было бы сделать и на основании результата измерения, выполненного Алисой. Однако при этом нет никакой необходимости дополнительно предполагать, что некая физическая величина изменилась и на стороне Боба. Меняется только состояние знаний у разных людей, а знания, в конце концов, заключены у них в голове, а не распределены по всему космосу.
Размышления о квантовой механике в терминах кьюбизма привели ученых к интересным наработкам в математике вероятностей и дают представление о квантовой теории информации. Однако большинство физиков по-прежнему хотят знать: какова реальность, если придерживаться таких взглядов? (Абрахам Пайс вспоминал, как однажды Эйнштейн спросил его: «Вы и вправду думаете, что Луна существует, лишь когда вы на нее смотрите?»)
Ответ неясен. Допустим, мы пропустили электрон через магнит Штерна – Герлаха, но решили не смотреть, куда он отклонится – вверх или вниз. С точки зрения эвереттианца, в таком случае все равно произошли декогеренция и ветвление, и вся суть в том, в какой ветке оказался каждый конкретный «двойник» из всех получившихся. Кьюбист скажет вам нечто совсем другое: для него нет таких вещей, как отклонение спина вверх или вниз. Есть только степени нашей убежденности по поводу того, что мы увидим, когда в конце концов решим посмотреть. Ложки не существует, как выяснил Нео в «Матрице». Согласно такому взгляду, переживать о «реальности» того, что мы не видим, – это ошибка, приводящая к всевозможной путанице.
Кьюбисты в основном не рассуждают о том, что представляет собой мир. По крайней мере, в рамках текущего курса исследований кьюбисты предпочитают не слишком вдаваться в вопросы, касающиеся природы реальности, при том что всех остальных эти вопросы очень волнуют. К фундаментальным составляющим теории относится множество агентов, которые обладают убеждениями и накапливают опыт. С такой точки зрения квантовая механика позволяет агентам навести порядок в своих убеждениях и уточнять их в свете нового опыта. Идея агента в данном случае является центральной. В этом отношении такая трактовка резко контрастирует с другими формулировками квантовой механики, рассмотренными выше, согласно которым любой наблюдатель – это просто физическая система, ничем не отличающаяся от остальных.
Иногда кьюбисты могут рассуждать о реальности как о феномене, воплощающемся по мере того, как мы наблюдаем эту реальность. Мермин писал: «Действительно, существует всеобщий внешний мир, наряду со множеством индивидуальных, личных внешних миров. Но этот общий мир должен пониматься в основе своей как конструкция, собранная общими усилиями, в которую внес вклад каждый из нас, опираясь на собственный личный опыт и воспользовавшись самым мощным человеческим изобретением: языком». Идея не в том, что реальности не существует, а в том, что реальность не ограничивается аспектами, которые можно ухватить с, казалось бы, объективной точки зрения любого стороннего наблюдателя. Фукс назвал такую точку зрения реализмом причастности (participatory realism): реальность есть эмерджентная совокупность всего опыта различных наблюдателей.
По меркам других подходов к квантовой механике кьюбизм относительно молод, и в нем предстоит выполнить еще немало разработок. Возможно, эта теория столкнется с непреодолимыми препятствиями и интерес к ней угаснет. Возможно, находки кьюбизма можно интерпретировать как полезный (в некоторых контекстах) способ рассуждать об опыте наблюдателя в рамках какой-нибудь другой, строго реалистической версии квантовой механики. Наконец, может оказаться, что кьюбизм или какая-то близкая к нему парадигма представляет новый, поистине революционный способ мышления о мире, в котором агенты (мы с вами) ставятся во главу угла наилучшего описания реальности.
Лично мне как человеку, весьма довольному многомировой интерпретацией (при этом я признаю, что в ней по-прежнему сохраняются открытые вопросы), все вышеперечисленное кажется адовой работой, направленной на решение проблем, которых на самом деле нет. Честно говоря, кьюбисты не менее ожесточенно воспринимают теорию Эверетта. По словам Мермина, «кьюбизм трактует [ветвление на множество одновременно существующих миров] как доведение до абсурда стремления материализовать квантовое состояние». Да, такова квантовая механика: что для одного – абсурд, для другого – ответ на все вопросы.
В сообществе ученых, изучающих основания физики, собрались очень неглупые люди, долго и серьезно размышлявшие над этими проблемами, но пока они не пришли к согласию относительно того, какой из подходов к квантовой механике наиболее хорош. Одна из проблем заключается в том, что люди подходят к этой проблеме с разным жизненным опытом, поэтому наиболее серьезную обеспокоенность у каждого вызывают свои соображения. Исследователи, занимающиеся фундаментальной физикой – теорией частиц, общей теорией относительности, космологией, квантовой гравитацией, – обычно предпочитают эвереттовский подход, если вообще соблаговолят высказываться по поводу оснований квантовой механики. Все потому, что многомировая интерпретация исключительно устойчива по отношению к базовому физическому материалу, который она описывает. Вы даете мне набор частиц, полей, других имеющихся составляющих, сообщаете правила, по которым они взаимодействуют, – и все эти элементы легко вписываются в эвереттовскую картину. Другие подходы обычно более придирчивы – каждый раз требуется выстраивать картину с нуля, чтобы понять, как именно трактуется каждый новый случай. И если вы признаете, что мы не знаем, какова на самом деле основополагающая теория частиц, полей и пространства-времени, это кажется утомительным, тогда как многомировая интерпретация естественным образом подходит на роль тихой гавани. Как выразился Дэвид Уоллес, «эвереттовская интерпретация (насколько это вообще приемлемо с философской точки зрения) – единственная из современных интерпретационных стратегий, справляющаяся с задачей осмысления квантовой физики в том виде, в каком мы ее сегодня знаем».
Однако есть и другая причина, более личного характера. В принципе, любой согласится, что простые и красивые идеи заслуживают большего внимания при поиске научных объяснений. Если идея проста и красива, это еще не означает, что она верна, – все зависит от данных, – но когда борются несколько конкурирующих идей и у нас не хватает данных, чтобы выбрать одну из них, естественно воспринимать самые простые и красивые как наиболее заслуживающие доверия.