Квантовые миры и возникновение пространства-времени

– Именно так. Фон Нейман понял, что существует математическая эквивалентность между классической ситуацией, где мы не уверены в точном состоянии системы, порождающей энтропию, и квантовой ситуацией, где две системы запутаны, поэтому мы не можем говорить о волновой функции каждой из них в отдельности. Он вывел формулу для «энтропии запутанности» квантовой системы. Чем сильнее какая-либо система запутана с окружающим миром, тем выше ее энтропия.

– Ага! – воодушевленно воскликнул отец. – Я вижу, к чему ты клонишь. Тот факт, что волновая функция ветвится только по направлению в будущее, а не обратно, не просто напоминает об увеличении энтропии – это означает один и тот же факт. Низкая энтропия ранней Вселенной соответствует идее, что тогда существовало много незапутанных систем. По мере того как эти системы взаимодействуют и запутываются друг с другом, мы наблюдаем ветвление волновой функции.

– Точно, – ответила Алиса, испытывая нечто вроде дочерней гордости. – Мы до сих пор не знаем, почему Вселенная так устроена, но как только мы признаем, что ранняя Вселенная была относительно незапутанной, пребывая в состоянии низкой энтропии, из этого следует все остальное.

– Но подожди минутку, – кажется, отец только что о чем-то догадался, – по Больцману, энтропия только склонна возрастать, но это не абсолютное правило. Увеличение энтропии в конечном счете обусловлено случайными движениями атомов и молекул, поэтому существует ненулевая вероятность, что энтропия начнет спонтанно уменьшаться. Означает ли это, что когда-нибудь декогеренция может обратиться вспять и миры начнут сливаться, а не ветвиться?

– Совершенно верно, – кивнула Алиса, – но, как и в случае с энтропией, вероятность такого развития событий настолько смехотворно мала, что в повседневной жизни ею можно пренебречь. Ни в одном эксперименте в истории физики уменьшение энтропии также не наблюдалось. Крайне маловероятно, что две конфигурации, отличающиеся друг от друга в макромасштабе, претерпели бы рекогеренцию за все время существования нашей Вселенной.

– Но ты говоришь, что вероятность есть?

– Я говорю, что если тебя смущает возможность слияния веток в многомировой интерпретации, то ты явно исчерпал разумные доводы для беспокойства и хватаешься за соломинку.

⚪ ⚪ ⚪

– Так, давай пока не будем слишком самонадеянными, – ворчливо сказал отец и, казалось, вернулся к своей скептической позиции. Он вытащил из бокала шпажку с оливкой и надкусил ее. – Лучше попробуем разобраться, о чем именно говорится в твоей теории. Верно ли считать, что количество миров, возникающих в любой момент времени, в буквальном смысле бесконечно велико?

– Ну, – сказала Алиса с некоторым сомнением, – боюсь, честный ответ на этот вопрос уведет нас еще дальше в философские дебри.

– Почему я не удивлен?

– Вернемся к аналогии с энтропией. Когда Больцман вывел свою формулу энтропии, он подсчитал количество таких конфигураций системы на микроуровне, которые на макроуровне выглядели бы одинаково. Из этого он сделал вывод, что энтропия должна естественным образом возрастать.

– Конечно, – сказал отец. – Но это реальная честная физика, она поддается экспериментальной проверке. Не совсем понимаю, как это связано с многомировыми полетами фантазии.

– Это сейчас мы так говорим. Но представь, что думали люди в те времена. – Алиса превратилась в заправского профессора, позабыв о своем бордо. – Больцман был прав, но против его идеи был выдвинут ряд возражений. Во-первых, он превращал энтропию из объективной характеристики физической системы в субъективную, зависевшую от некого критерия «выглядят одинаково». Во-вторых, он разжаловал Второй закон[18] из абсолютной истины в обычную тенденцию, заявив, что энтропия вовсе не обязана увеличиваться, что это просто наиболее вероятно. Частицы мечутся туда-сюда, поэтому наиболее вероятно, что общее состояние будет эволюционировать в сторону увеличения энтропии, но определенность на уровне физического закона здесь отсутствует. Учитывая накопленный за годы наблюдений опыт, можно сказать, что субъективная природа определения Больцмана не мешает ему быть полезным, и то, что Второй закон термодинамики оказался действительно хорошим приближением, а не абсолютным нерушимым законом, не мешает ему отлично работать в любых ситуациях, с которыми мы можем столкнуться.

– Я это понимаю, – ответил отец. – Энтропия объективно существует, но мы можем определить и измерить ее лишь после того, как примем несколько допущений. Но меня это никогда особо не волновало – она же полезна! А вот в существовании многих миров я вовсе не уверен.