Космологические коаны. Путешествие в самое сердце физической реальности

Однако, как мы уже хорошо знаем, при переходе к меньшим размерам предположение о том, что ответ существует заранее, явно неправомерно. Если кто-то поместит в коробку один нейтрон и преподнесет его вам, вопрос «Обнаружу ли я нейтрон, когда открою коробку?» вообще не имеет ответа до тех пор, пока вы и в самом деле ее не откроете. Этот вопрос может иметь определенный ответ («да») в тот момент, когда нейтрон помещают в коробку, но квантовое состояние ее внутренности постепенно превратится в состояние, содержащее две возможности: одна — в коробке есть нейтрон, и вторая — в коробке электрон, протон и нейтрино, на которые естественным путем распадается нейтрон. Когда вы открываете коробку и задаете свой вопрос, вы заставляете природу занять определенную позицию — и она это делает. Таким образом, вы воздействуете на систему, но это воздействие подконтрольно вам только частично: вы выбираете вопрос, но не можете контролировать ответ на него. Это значит, что вы выбираете набор состояний, в которых система может находиться, но само состояние выбирает система.

Может показаться, что такое «участие» в создании содержания коробки — примечательная особенность, относящаяся к квантовому миру, но как это соотнести с тем, что из квантовых объектов состоит вообще все? Да, это так. И, поскольку квантовая теория нам известна, мы знаем, что правильный способ описания макроскопических систем опять сводится к набору вопросов, которые следует адресовать этим системам. Мы выбираем вопросы, а природа предоставляет ответы. Нет явной, четкой демаркационной линии, отделяющей те вопросы, ответы на которые существуют до того, как мы их зададим (нам кажется, что это так в случае черного золота и алмазов), и те, на которые заранее ответов нет.

Значит ли это, что мир состоит из вопросов и ответов? И если так, какая его часть трактуется нами на основании вопросов, которые мы выбрали?

В своей знаменитой работе о загадках квантовой механики Джон Уилер подробно описывает некую салонную игру. Группа гостей договаривается о секретном слове, а затем в комнату входит не участвовавший в обсуждении человек, который должен разгадать секрет, задав вопросы нескольким гостям. Но в версии Уилера уговор был не выбирать слова. Вместо этого в ответ на очередной вопрос следует выбрать слово, согласующееся со всеми предыдущими ответами на предыдущие вопросы, так что ответ на заданный вопрос определяется этим выбранным словом. Совершенно ясно, что в этой игре свойства слова являются совместным творением задающего вопрос и отвечающего на него и что не существует никакого содержательного смысла слова (или слов), которое можно было описать в начале игры. Уилер полагал, что «зарождение» слов с участием большого числа гостей «улавливает» сокровенную истину, относящуюся к реальности, которую он сформулировал в двух афоризмах. Первый: «оно из бита» — существование есть информация, в частности, информация, которую мы получаем от квантовой системы в ответ на поставленные вопросы. Второй: «закон без закона» — нет ни одной изначально существующей системы физических законов; скорее следует говорить, что по мере того, как мы, наблюдая и осмысляя Вселенную, задаем ей вопросы и получаем на них ответы, законы проступают все отчетливее и отчетливее.

Насколько серьезно должны мы относиться к подобным идеям? Возникает соблазн игнорировать их, если, как и в игре, речь идет только о людях, задающих вопросы. Конечно, в каком-то смысле звезды, галактики и множество других объектов существовали и до того, как появились люди, способные задавать вопросы. Да и Вселенная не появилась внезапно ниоткуда, когда первый человек заинтересовался ею.

Однако вопросы могут задавать не только люди — на это способна любая физическая система. Она «задает вопросы», взаимодействуя с некоторой квантовой системой (то есть с любой другой системой) таким образом, что результатом этого взаимодействия является большое число разных декогерированных результатов. Значит, мы можем представить себе некую иерархическую структуру, в которой «объекты» задают вопросы о менее / более квантовых «объектах» и при этом создают информацию; выбирая, какие именно вопросы задать, они формируют мир. Конечно, собственно выбором это можно назвать только в случае систем, которые способны делать выбор, — таких как биологические системы, появившиеся на космической «сцене» достаточно поздно. Но во все времена относительно сложная система взаимодействовала с другой системой так, что на выходе было большое число возможных результатов; на системном уровне описания это и есть постановка вопросов и получение на них ответов. В этом смысле атомы могут задавать вопросы об электронах и протонах, молекулы — об атомах, пылинки — о молекулах, планеты — о пылинках, цепочки РНК — об определенных органических молекулах, о протоклетках, составляющих цепочки РНК, и так далее. В результате подобных процессов генерируется информация и формируется порядок.