Квантовые миры и возникновение пространства-времени

Чудо такого рода я испытал ребенком в четыре или пять лет, когда отец показал мне компас. То, что эта стрелка вела себя так определенно, никак не подходило к тому роду явлений, которые могли найти себе место в моем неосознанном мире понятий (действие через прикосновение). Я помню еще и сейчас – или мне кажется, что я помню, – что этот случай произвел на меня глубокое и длительное впечатление. За вещами должно быть что-то еще, глубоко скрытое.

Мне кажется, что во многом здесь отражена самая суть эйнштейновского скепсиса относительно квантовой механики. Возможно, он в голос возражал против индетерминизма и нелокальности, но по-настоящему не давало ему покоя ощущение, что копенгагенская интерпретация подменяет лаконичную строгость хороших научных теорий зыбкой парадигмой, центральная роль в которой отводится кое-как сформулированному понятию «измерения». Он постоянно был в поиске глубоко скрытых явлений, в поиске принципа, который вернул бы стройность явлениям, скатившимся в мистерию. Едва ли он подозревал, что «глубоко скрытыми» могут быть другие ветви волновой функции.

Разумеется, не так важно, что именно мог думать Эйнштейн: научные теории переживают расцвет и упадок не потому, что мы умеем вызывать из прошлого воображаемые призраки ушедших гениев, надеясь на их одобрение.

И все же стоит сверять курс с этими великими мыслителями прошлого, хотя бы для того чтобы прослеживать связи между историческими научными дебатами и теми исследованиями, что ведутся сегодня. Проблемы, о которых шла речь в этой книге, проистекают непосредственно из дискуссий, которые в 1920-х годах вели Эйнштейн, Бор и другие ученые. После Сольвеевского конгресса мнения в физическом сообществе тяготели к точке зрения Бора, а копенгагенская интерпретация превратилась в укоренившуюся догму. Она зарекомендовала себя как исключительно точный метод для прогнозирования результатов экспериментов и проектирования новых технологий. Но до звания фундаментальной теории она, мягко говоря, не дотягивает.

Я привел аргументы в пользу того, что многомировая интерпретация является наиболее многообещающей формулировкой квантовой механики. И я глубоко уважаю сторонников других подходов, с которыми часто и продуктивно беседовал. Но меня расстраивают физики-профессионалы, отмахивающиеся от трудов по основаниям науки и не считающие такие проблемы достойными серьезного рассмотрения. Надеюсь, что после прочтения этой книги вы если и не перейдете на сторону эвереттианцев, то хотя бы уверитесь в необходимости наведения порядка в квантовой механике.

Я с оптимизмом смотрю на развитие событий. На современном этапе изучение основ квантовой механики – это не просто междусобойчик престарелых физиков, судачащих о фантастических идеях за бокалом виски после завершения основной работы. Многие из недавних достижений в развитии наших представлений о квантовой физике прямо или косвенно подстегнуты развитием технологических инноваций: речь о квантовых вычислениях, квантовой криптографии и квантовой информации в более общем смысле. Мы достигли рубежа, на котором уже нет смысла проводить четкую границу между квантовой и классической физикой. Все квантовое. Такое положение дел подвигло физиков несколько серьезнее отнестись к основаниям квантовой механики и привело нас к новым открытиям, которые, возможно, помогут объяснить эмерджентность пространства и времени как таковых.

Думаю, в ближайшем будущем мы увидим значительный прогресс в разгадке этих сложных головоломок. Хочется верить, что схожие убеждения разделяют и мои двойники, обитающие в других ветках волновой функции.

Приложение История виртуальных частиц

Наши рассуждения о квантовой теории поля, изложенные в главе 12, могли бы показаться уморительно оригинальными большинству практикующих физиков, работающих в этой области. Нас интересовали только состояние вакуума, а также конфигурация квантовых полей, заполняющих пространство, которая обладает минимальным уровнем энергии. Но это всего лишь одно состояние из бесконечного количества возможных. Большинству физиков интересны как раз все прочие состояния – те, в которых просматриваются движущиеся частицы, взаимодействующие друг с другом.