Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью

Возможный выход из этого тупика подсказывала идея Бора о том, что квантовый мир малого подчиняется совсем не таким законам, какие управляют миром большого, – но этот выход оплачивался потерей единой и свободной от противоречий картины мира, а такую цену Эверетт вполне обоснованно платить не хотел. «Копенгагенская интерпретация безнадежно неполна по причине своей априорной зависимости от классической физики (при которой принципиально исключается какая-либо возможность вывести классическую физику из квантовой теории или какое-либо адекватное исследование процесса измерения), – жаловался Эверетт, – а также из-за ее философского уродства: “реальность” признается только за макроскопическим миром, но микрокосму в ней отказано»[314]. В письме к Петерсену Эверетт изложил свои намерения довольно ясно. «Настало время <…> трактовать квантовую физику как самостоятельную фундаментальную теорию вне всякой зависимости от классической физики и вывести классическую физику из нее»[315]. Как до него Бом, Эверетт хотел серьезно рассматривать квантовую физику как теорию всего мира.

Отбросив идеи фон Неймана и Бора, Эверетт предложил собственное решение проблемы измерения. Вместо того чтобы объяснять коллапс волновой функции, Эверетт постулировал, что волновые функции вообще не коллапсируют. Само по себе это было не ново; то же самое говорил и Бом. Но Бом также вводил в теорию частицы, имеющие определенные положения, и описывал с их помощью результаты измерений. Эверетт никаких частиц не добавлял – они ему были не к чему. Взамен он настаивал на том, что все сущее сводилось к единой универсальной волновой функции: грандиозному математическому объекту, описывающему квантовые состояния всех физических объектов во всей Вселенной. Согласно Эверетту, эта универсальная волновая функция всегда подчинялась уравнению Шрёдингера, никогда не коллапсируя, но зато расщепляясь. Каждый эксперимент, каждое квантовое событие порождали новые ветви этой универсальной волновой функции, создавая множество вселенных, в которых это событие имело все возможные исходы. Шокирующая идея Эверетта получила известность как «многомировая» интерпретация квантовой физики.

* * *

На первый взгляд идея многомировой интерпретации выглядит абсурдно. Возможно, она выглядит так и на второй. Мы живем в одном мире, а не во множестве их. Если каждое квантовое событие – а в полностью квантовом мире таковым является любое событие любого рода – ведет к расщеплению Вселенной, то где же все эти новые вселенные? Как это возможно, чтобы их было так невероятно много и при этом не было бы ни малейшего признака их существования? И, уж если на то пошло, как может единичное событие – например, прохождение фотона через двойную щель – заставить всю Вселенную расщепиться? Чтобы понять, как многомировая интерпретация объясняет все эти проблемы, давайте еще раз рассмотрим простой квантовый эксперимент, даже более простой, чем опыт с двойной щелью: старый пример с котом Шрёдингера.

Во введении мы уже говорили об этом предложенном Шрёдингером мысленном эксперименте, который более восьмидесяти лет является сюжетом ночных кошмаров членов Американского общества «Против жестокого обращения с животными». Поместим кота в ящик вместе со склянкой яда и кусочком слабо радиоактивного металла; установим там счетчик Гейгера (детектор излучения) и подвесим молоток так, чтобы в случае, если детектор зарегистрирует какое-либо излучение, молоток разбил склянку. Теперь оставим кота в ящике достаточно надолго: так, чтобы вероятность испускания металлом излучения составила 50 процентов. И что? Жив наш котик или нет? Согласно копенгагенской интерпретации, этот вопрос не имеет смысла – вы не можете спрашивать о том, что произошло в ящике, пока его не откроете, так как внутренность ящика ненаблюдаема. Согласно Бому и его интерпретации на основе волны-пилота вопрос о состоянии кота вполне осмысленный, просто мы не знаем, как на него ответить. Кот или жив, или нет, а узнаем мы об этом, как только откроем ящик.