Сто лет недосказанности: Квантовая механика для всех в 25 эссе

Задачей доказать правило Борна, т. е. логически вывести его из картины ветвления вселенных, озаботился уже Эверетт. Он действительно привел такой вывод, но в его рассуждениях впоследствии обнаружился логический круг: он пользовался допущениями, которые в скрытой форме уже содержали в себе то, что требовалось установить. А далее история не раз повторялась, каждый раз на новом уровне: очередные доказательства правила Борна в рамках многомировой интерпретации начинаются с замечания, что в предыдущих доказательствах обнаружились некоторые проблемы и поэтому сейчас будет приведено новое доказательство, где таких проблем нет. Через некоторое время тщательный анализ выявляет не слишком хорошо обоснованное предположение, закравшееся и в новое доказательство, и так далее.

В современном понимании цель всех этих усилий – в том, чтобы обосновать следующий тезис: «Рационально действующий наблюдатель, убежденный в многомировой интерпретации квантовой механики, должен (дабы оставаться рациональным) действовать так, как если бы квадраты чисел, сопровождающих различные ветви волновой функции, были вероятностями». Правило Борна, таким образом, становится до некоторой степени нормативным, неотделимым от суждения о том, как должны вести себя наблюдатели, убежденные в многомировой концепции и одновременно удовлетворяющие некоторым условиям «рациональности». По этому поводу можно, наверное, испытывать легкую неудовлетворенность (и заодно затеять полемику по поводу того, что означает «рациональность»), однако более прямых соображений о выводе вероятностей из многомировой картины не находится. Да и как, действительно, «втащить» вероятности в концепцию, где каждый исход гарантирован со стопроцентной вероятностью?

Критики многомировых идей задают и более фундаментальный вопрос: о вероятности чего именно, собственно, идет речь? Ведь вероятность предполагает наличие хотя бы некоторой неопределенности, но где же ее взять в полностью детерминистском уравнении Шрёдингера? В ответ иногда обсуждается неопределенность самолокализации (самонахождения, если угодно). Из-за быстрого распространения различий по окружающей среде вселенные расходятся по различным ветвям за чрезвычайно короткое время. Наблюдателю же требуется существенно больший промежуток времени (минимум десятки миллисекунд), чтобы сообразить, какой результат измерения он или она наблюдает. Поэтому в течение короткого, но отчетливо существующего периода времени после того, как «уже случилось», наблюдатель находится в неопределенности относительно того, в какой вселенной ему или ей случилось оказаться. Эта неопределенность и должна делать здесь уместным разговор о вероятностях. Исходя из идей, основанных на неопределенности самолокализации, был предложен даже вывод правила Борна, за которым, впрочем, последовали наблюдения, что он далек от безупречности.

Первоначально – задолго до того, как появились мотивы погружаться в тонкости, – высказанные Эвереттом идеи воспринимались со значительным скептицизмом, в том числе из-за несоответствия доминировавшему тогда «копенгагену». Посреднические усилия Уилера, который был научным руководителем Эверетта, а прежде, в свою очередь, был учеником Бора, ни к чему не привели. Хотя Уилер и выдвигал на первый план декларировавшуюся полноту описания в терминах волновой функции, Бор воспринял идеи Эверетта в штыки. Вслед за тем, в течение достаточно долгого времени эти идеи серьезного внимания к себе не привлекали, но постепенно набрали популярность, особенно среди квантовых космологов. Действительно, копенгагенское утверждение, что для соответствия между квантовой механикой и наблюдаемой реальностью требуется коллапс волновой функции, к тому же вызываемый измерительным прибором, который сам квантовой механике не подчиняется, выглядит малоприменимым к очень ранней Вселенной, где никаких «приборов» быть не могло, а мир тем не менее эволюционировал во времени.