Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью

Копенгагенская интерпретация не могла бы объяснить, что происходило в ранней Вселенной, – бессилен был бы описать эти процессы и ситуации и математический аппарат квантовой физики. Ранняя Вселенная имела фантастически малые размеры, что предполагает необходимость ее описания на языке квантовой физики, – но одновременно она была и фантастически плотной, а значит, здесь требуется и пугающе сложный аппарат общей теории относительности. К сожалению, несмотря на десятилетия усилий целой армии физиков, в том числе и самого Эйнштейна, теории, которая объединила бы общую теорию относительности с квантовой физикой, так и не удалось построить. В конце 1960-х некоторые предполагали, что необходимости в таком объединении может и не быть: Леон Розенфельд как истинный позитивист заявил, что, так как квантовые гравитационные эффекты наблюдать невозможно, не нужна и теория, описывающая эти ненаблюдаемые явления[674]. Но по мере того, как общая теория относительности становилась все более распространенной и необходимой, потребность в ее объединении с квантовой теорией поля возрастала. К 1990-м идеи того же сорта, что когда-то выдвигал Розенфельд, были уже настолько вне генеральной линии физических исследований, насколько и прежние представления, что космологию не следует принимать всерьез. Теория квантовой гравитации – часто обозначаемая как «общая теория всего» – широко рассматривалась как единственная нерешенная глобальная проблема во всей физике. Наиболее многообещающим претендентом на эту роль стала теория струн, очень трудный для понимания математический аппарат которой, казалось, позволял увидеть фрагменты красивых связей между квантовой физикой и общей теорией относительности. К началу 2000-х забрезжила надежда на построение теории ранней Вселенной путем объединения теории струн и инфляционной модели.

Неожиданно оказалось, что, хотя теория струн и инфляционная теория появились и развивались совершенно независимо, обе они, по-видимому, пришли к общему выводу о существовании «мультивселенной» – огромного множества независимых вселенных. Согласно инфляционной теории, Вселенная не может избежать «вечной инфляции»: когда инфляция заканчивается в какой-то части Вселенной, она продолжается в других ее частях, и посреди области, находящейся в состоянии инфляции, непрерывно появляются «пузыри», в которых инфляция отсутствует. Мы живем в одном из таких «пузырей»; другие представляют собой отдельные вселенные, отрезанные от всех остальных, и каждая из них может иметь собственные физические законы и набор фундаментальных частиц. А так как инфляция продолжается вечно, таких «пузырей» существует бесконечно много – бесконечная инфляционная мультивселенная. Теория струн, в свою очередь, тоже описывает не единичную Вселенную, a «струнный ландшафт», содержащий невероятно огромное число возможных вселенных – 10⁵⁰⁰ или больше.

Сходство мультивселенной со множественными мирами, которые появляются в рамках многомировой интерпретации, не укрылось от внимания квантовых космологов. То, что концепция мультивселенной вновь возникла независимо от идей Эверетта, сделало ее еще более дразнящей и привлекательной. Некоторые физики даже предположили, что мультивселенная всех трех видов – эвереттовские множественные миры, «вечная инфляция» и «струнный ландшафт» – на деле является одной и той же, а все эти три теории просто описывают эту реальность разными способами. Во всяком случае, многомировую интерпретацию перестали (почти) осмеивать с порога как не стоящую серьезного рассмотрения. Более того, к началу XXI столетия многомировая идея фактически стала у физиков, а в особенности у космологов, самой популярной соперницей копенгагенской интерпретации. Но с широким признанием пришло и осознание новой проблемы, общей для любой теории бесконечной мультивселенной: проблемы вероятности.

* * *