Шанс есть! Наука удачи, случайности и вероятности

Какой же вывод мы можем сделать насчет лапласовского образа мира как часового механизма, содержащего в себе широкий диапазон хаотических и нехаотических систем? Хаотические системы обладают весьма ограниченной предсказуемостью, и даже одна-единственная такая система быстро исчерпала бы потенциальную способность всей Вселенной рассчитать ее будущее поведение. Поэтому, как представляется, Вселенная не в состоянии цифровым образом рассчитать грядущее поведение даже небольшой части себя самой.

Это весьма глубокое и перспективное умозаключение. Оно означает: даже если допустить, что мы можем описать природу совершенно детерминистично, будущие состояния Вселенной все равно в каком-то смысле остаются «открытыми». Некоторые даже стали, исходя из этой открытости, отрицать реальное существование у человека свободы воли. Другие же заявляют, что такая открытость наделяет природу творческой составляющей, способностью порождать нечто по-настоящему новое, то, что не заложено в предшествующих состояниях Вселенной (и заложено разве что в идеализированных числовых прогнозах).

Какова бы ни была реальная ценность столь всеобъемлющих заявлений, на основании изучения хаоса представляется разумным заключить, что будущее Вселенной не является безнадежно и необратимо предопределенным, заранее зафиксированным. Как выразился бы Пригожин, последняя глава в великой книге космоса еще не написана.

Бог играет в кости – и не зря

Какова цель квантовомеханической вселенной, каков ее смысл? Могло ли все быть устроено как-то иначе? Наука главным образом занимается вопросом «как?», но вопросы «почему?» иногда оказываются во многих отношениях еще более интересными. Марк Бучанан погружается в глубины божественного промысла и обнаруживает: когда создаешь вселенную, разумно пойти квантовым путем.

Это история о Боге – о Его намерениях и о тех ограничениях, которым подвластен даже Он. Впрочем, речь пойдет не о религии. Когда Альберт Эйнштейн заявил, что Бог не играет в кости, он не имел в виду какую-то небесную трансцендентную сущность. Он лишь выражал этим собственное презрение к гипотезе, согласно которой случайность может быть исконно присуща духовному началу, воле или процессу, которые управляют нашей Вселенной. Но, возможно, нам удастся заглянуть еще глубже.

Спустя примерно столетие после того, как человек впервые попытался проникнуть в квантовую природу мира, подробности квантовых событий по-прежнему остаются совершенно непредсказуемыми. Пожалуй, лучше честно признать: во всем, от атомных переходов до ядерного распада, мир кажется случайным. И Бог играет-таки в кости. Но почему? Почему Вселенная – квантово-механическая? Какой во всем этом смысл?

Физики обычно задаются вопросом «как?». Как фотоны и электроны проделывают свой квантовый трюк, позволяющий им одновременно находиться в разных местах? Каким образом измерение их характеристик таинственно влияет на их «планы»? Превращая «как?» в «почему?», можно обойти непроницаемую чащобу квантовых странностей. Хотя вопрос «почему?» отдает наглостью, мы все-таки начинаем добывать некоторые намеки и путеводные нити – а может быть, даже первые зачатки ответа. Некоторые современные физики подозревают: случайность, царящая в квантовом мире, имеет некую цель. Если они правы, квантовая неопределенность вовсе не призвана внести в наш мир хаос и беспорядок. Напротив, Бог использует ее для того, чтобы гарантировать: даже самые отдаленные области Вселенной останутся неотъемлемой частью Его общего замысла.

Этот парадоксальный вывод следует из изучения одного из самых причудливых квантовых явлений – так называемой квантовой запутанности («квантовой сцепленности»). Эта запутанность – довольно пугающая разновидность связи, способная возникать между двумя или более фотонами, электронами или атомами, даже если они находятся в отдаленных друг от друга частях Вселенной. Возьмем, к примеру, пион (пи-мезон), субатомную частицу, которая может распадаться на электрон и его античастицу – позитрон. Когда происходит такой распад, получающиеся частицы разлетаются в противоположных направлениях. Однако, согласно квантовой теории, как бы далеко эти частицы ни разлетелись, они остаются загадочным образом связанными друг с другом.