никуда не исчезают, эволюция волновой функции под руководством уравнения Шрёдингера продолжается, и продолжается, и продолжается. Остается только понять, как согласовать подобное упрямство с опытными фактами.
Радикальное предложение на этот счет и сопутствующее ему неординарное объяснение мироздания восходит к Эверетту (середина 1950-х гг.). Два его лозунга можно, пожалуй, сформулировать так: «Уравнение Шрёдингера – навсегда» и «Волновая функция – наше всё». Волновая функция, согласно этим идеям, – самое главное, что есть в мире. Предлагается принять точку зрения, что она дает «полностью полное» описание квантовых систем: чего нет в волновой функции, того нет и в природе. Это вполне содержательное высказывание, особенно в оппозиции к восходящим к Эйнштейну предположениям, что где-то в глубине вещей могут прятаться «скрытые параметры». Но тут же делается и второе мощное заявление, что природа платит волновой функции взаимностью: все, что есть в волновой функции, есть и в природе. И конечно, развитие во времени этого «всего» управляется уравнением Шрёдингера.
Как следствие, все в мире имеет квантовую природу; квантовое поведение универсально «от мала до велика». Нет никаких декларативно классических приборов, беспричинно ускользающих из-под действия квантовых законов. И конечно, приборы вовлекаются в запутанность способом, который мы обсуждали в главе 10. Шрёдингеровские кошки?! – разумеется, и они. А если вы хотите возразить на это, что, мол, такие приборы и кошки не наблюдаются, то задайте себе ключевой вопрос: кем не наблюдаются?
Не только приборы и кошки, но и хозяева кошек (и вообще все наблюдатели) сложены из квантовых объектов, и нет никаких причин, освобождающих их от квантовых законов. Поэтому взаимодействие наблюдателя с уже запутанным прибором приводит к тому, что он, наблюдатель, «впутывается» в имеющиеся ветви, а заодно «ветвится» и его способность к наблюдению. Вот как это работает, когда наш друг электрон влетает в прибор Штерна – Герлаха в состоянии «спин вверх плюс спин вниз». Взаимодействие с прибором, как мы обсуждали в предыдущей главе, приводит к развитию запутанности с участием этого прибора: электрон и прибор, согласно уравнению Шрёдингера, оказываются в запутанном состоянии
«(спин вверх и ручка вверх) плюс (спин вниз и ручка вниз)».
Выше мы остановились на этом самом месте, заметив, что таких приборов мы вокруг себя не видим. Но не надо было останавливаться! Логика, основанная на бескомпромиссности уравнения Шрёдингера, говорит, что в запутанность вовлекается и наблюдатель: он становится участником состояния
Относящееся к наблюдателю здесь выделено курсивом. Приложите это к себе, только сначала решите, за кого вы будете говорить: за того, кто видит ручку прибора повернутой вверх, или за того, кто видит ее повернутой вниз?
Возможность смотреть на все ветви волновой функции сразу, как в приведенном выше примере, – вещь умозрительная. Это привилегия лишь интеллектуального созерцания математического пространства, где живут волновые функции. Реальным наблюдателям, занятым реальными наблюдениями, такая точка зрения недоступна. Наблюдателя, который видел бы ручку «распределенной по нескольким различным положениям», не существует по той простой причине, что различные версии наблюдателя воспринимают происходящее только в рамках своей ветви. Восприятие расходится по различным ветвям, и в каждой – отдельный мир.
Пока мы разглядываем запись волновой функции, содержащую различные ветви, мы похожи на зрителей у очень старого телевизора, принимающего сигнал с плохой антенны: на экране могут возникнуть две программы одновременно, создавая там порядочную неразбериху{44}. Однако герои каждой из этих программ о такой неразберихе и не подозревают, взаимодействуя только с «реалиями» из своей программы. Аналогичным образом, каждая версия наблюдателя – в частности, хозяйки шрёдингеризованной кошки – находится внутри своего мира, а эти миры, очевидно, различаются. Хозяйка кошки чувствует себя по-разному в двух ветвях волновой функции
В той ветви, где кошка умерла, день испорчен, а в той, где кошка в полном порядке, хозяйка спокойно отправляется по своим делам. Каждый вариант хозяйки воспринимает только свою ветвь событий, пребывая в полном убеждении, что реализовалась только одна возможность. Все другие для нее недостижимы и в этом смысле являются параллельными мирами, другими вселенными.
Кстати, совершенно неважно, одушевленный или неодушевленный наблюдатель распределяется по ветвям волновой функции; веселее иметь дело с одушевленным, но это не принципиально. Обсуждаемая сейчас многомировая интерпретация квантовой механики не требует живого и тем более сознательного наблюдателя. Каждый из них – часть физического мира, различные ветви которого теряют взаимодействие друг с другом. Но имеющиеся сознательные наблюдатели могут начать привыкать к идее, что каждого из них стало несколько, или даже много, – или, как можно подозревать, чрезвычайно много, в чем-то вроде постоянно делящихся параллельных вселенных.
«Я» сейчас – это кто? В таком вопросе не очень много смысла, потому что каждый «я» – каждая копия меня в череде делений, возникающих при очередном квантовом запутывании, – воспринимает себя как единственное «я». Вполне возможно, что в какой-то другой ветви всех этих делений я начал писать эту книгу, но (в силу какой-то квантовой причины) не закончил ее. Варианты читателей, которые туда попали, ее, понятно, и не читают. А читает эти строки тот вариант каждого читателя, который оказался в той ветви, где книга вышла. И это, честно говоря, довольно тавтологические рассуждения{45}.
А когда, собственно говоря, вселенные расходятся? Здесь имеются некоторые различия между исходной трактовкой Эверетта и более поздними воззрениями. Эти последние тоже развились в несколько групп родственных идей, слегка различающихся подробностями. Правильнее поэтому говорить о многомировых интерпретациях во множественном числе, но следить за разницей в оттенках мы не будем. (Сам Эверетт, кстати, не использовал термин «многомировая интерпретация», но это не отменяет его авторства идеи.) Так или иначе, деления вселенных привязаны к возникновению запутанных состояний, но должного масштаба они достигают, когда запутанность распространяется «вширь» – на все большее число участников. Участников этих доставляет среда, которая понимается здесь в самом общем значении.
Молекулы воздуха, например, сталкиваются с ручкой прибора, на положении которой завязан сюжет шрёдингеровской драмы, и делают это по-разному в зависимости от положения ручки вверх или вниз. Они тут же испытывают столкновения с другими молекулами, те несут информацию о том или ином положении ручки дальше, и различия между двумя ветвями нарастают – как показывают оценки для типичных кошек в типичной среде, чрезвычайно быстро. Постоянное взаимодействие шрёдингеровской кошки с воздухом, магнитным полем, солнечным светом, радиоволнами, реликтовым излучением, космическими лучами, нейтрино солнечного, галактического и внегалактического происхождения, гравитационным полем Земли, Луны и Солнца и т. д. распространяет запутанность, создавая два варианта среды для двух только-только наметившихся вариантов кошки.
К тому моменту, когда хозяйка кошки констатировала ее состояние, влияние среды уже отправило каждый вариант «своей дорогой». И, понятно, как только фотоны, отраженные от кошки в одном или другом ее состоянии, «дотронулись» до хозяйки, она также оказалась «впутанной» в каждую из ветвей. Телефонный разговор хозяйки со своей мамой с рассказом о том, как прошло утро, запутывает и маму. Две ветви вселенной расходятся, различий между ними делается так много, что каждая существует сама по себе.
Происходит ли при этом «возникновение дополнительных кошек из ниоткуда» (и вообще-то не только кошек, а и всего окружающего мира)? Нет, если верно наше начальное предположение, что мир в точности отвечает волновой функции. Основной объект во всех многомировых интерпретациях – волновая функция «всего на свете», если угодно, Всемирная Волновая Функция. От начала времен она развивается во времени согласно уравнению Шрёдингера, и в ней, в общем, «все запутано со всем» – во всяком случае очень многое с очень многим. Создания миров из ничего не происходит: просто материя из одной, единой вселенной, описываемой Всемирной Волновой Функцией, разбредается по различным ветвям. При этом, как не устают подчеркивать сторонники многомировых интерпретаций, конечно выполнен закон сохранения массы-энергии.
Не самый простой вопрос – как согласовать многомировую картину со случайностью, т. е. индетерминизмом, который как-никак является данностью в наших наблюдениях над миром. Весь корпус наблюдений подтверждает правило Борна, которое определяет вероятности различных исходов в этой индетерминистской картине. Чтобы быть эмпирически адекватной, многомировая интерпретация должна как-то объяснить правило Борна. Но теперь требуется вывести его из картины эволюционирующей Всемирной Волновой Функции: просто постулировать его решительно не годится, потому что в многомировой картине не «случается» какой-то один исход из нескольких возможных, с той или иной вероятностью, а наоборот, полностью предсказуемая эволюция в согласии с уравнением Шрёдингера делает все исходы одинаково реальными. В каком смысле тогда предлагается пользоваться правилом Борна, да и вообще почему следует задумываться о вероятностях?
Вот показательный мысленный эксперимент. Вы оказались в непростой жизненной ситуации: вам предлагают посадить вашего любимого кота в коробку № 1 или в коробку № 2, в каждой из которых приготовлен, но пока не распылен яд. Коробки подключены к прибору для измерения спина электрона таким образом, что измеренный спин вверх вызывает распыление яда в коробке № 1, а измеренный спин вниз – в коробке № 2. Но состояние электрона, влетающего в прибор, – это комбинация состояния «спин вверх» и