Сто лет недосказанности: Квантовая механика для всех в 25 эссе

Развитие многомировых идей способствует лучшему пониманию различных аспектов квантового устройства мира. Многомировые интерпретации вызвали к жизни оригинальные соображения о роли среды в «расхождении» ветвей волновой функции; из этого выросло самостоятельное направление с глубокими идеями (к которым мы вернемся в главе 22). Один из гуру теории квантовых вычислений, Дойч, известен высказыванием, что квантовый компьютер потому такой мощный, что ведет вычисления сразу в нескольких параллельных вселенных (оспаривание этого тезиса другими исследователями ничуть не мешает Дойчу оставаться убежденным сторонником идеи многих миров). Есть и другие аспекты, требующие изучения. Приняв, что мир – это в точности волновая функция и уравнение Шрёдингера, сторонники многомировых идей стараются ответить на вопрос, как же «добраться» от общей для всех волновой функции до конкретных, индивидуальных квантовых объектов и систем; каким образом, другими словами, «мир» (большая система) делится на отдельные подсистемы. Здесь предлагается смотреть на устройство энергии, ведь именно она отвечает за поведение волновой функции во времени. Структура энергии может указать на наличие таких частей системы, которые ведут относительно автономное существование: хотя они и изменяются вследствие обмена энергией с другими частями, эти изменения не разрушают их «идентичность». Всеми ими при этом управляет уравнение Шрёдингера, и только оно, а значит, они живут в ветвящейся вселенной; сама идея ветвления, кстати, в немалой степени связана с наличием подсистем (вспомним хотя бы кошку и ее хозяйку).

Важнейшим вкладом в понимание внутренней логики всей схемы был бы вывод правила Борна для наблюдателей в ветвящихся вселенных из каких-то других положений, не содержащих это же правило в скрытой форме. Правда, при всем уважении к оригинальным идеям, которые возникают в ходе непрекращающихся усилий по доказательству правила Борна в рамках многомировых идей, мне трудно отделаться от впечатления, что по крайней мере в этой вселенной вероятностный аспект многомировых интерпретаций остается точкой напряжения.

При этом притягательность многомировых интерпретаций – в их концептуальной простоте и отсутствии каких бы то ни было подпорок для придания им смысла: нет никакого разделения мира на квантовые системы и классические приборы, никакого коллапса, никакой, само собой, проблемы измерения. Зато есть бескомпромиссная логика: мир в точности отвечает волновой функции, подчиненной фундаментальному уравнению. Эту идею можно было бы назвать минималистской в том смысле, что, приняв ее, не нужно придумывать дополнительные правила, постулировать существование классических приборов, проводить раздел Гайзенберга и изобретать какие-то объяснения коллапса – не нужно плодить сущности сверх меры. Однако «сущности» в виде неограниченного изобилия параллельных миров – это сверх меры или нет?

12 Что значит поставить деньги

Идея многих миров, которой посвящена глава 11, возникла из предположения, что «склад возможностей» в виде волновой функции – самое главное, что есть в мире, да собственно, и является миром в полном смысле слова. Никакие возможности не пропадают, и «все, что записано» в волновой функции, реализуется (где-то). Таким образом удается снять проблему измерения и коллапса волновой функции – не изобретая для этого ничего сверх уже придуманного, т. е. самой волновой функции и уравнения Шрёдингера. Другое дело, что потребовалось немалое число вселенных.

Есть и иной вариант, тоже позволяющий обойтись без изобретения лишних сущностей. Для этого надо направить мысль в диаметрально противоположном направлении – как можно дальше от полноценной реальности волновой функции. Кто вообще сказал, что надо относиться к ней так серьезно? Что, если она описывает не физический мир, а только наши представления о нем?

Эта школа мысли до некоторой степени восходит к Бору, чей философский натиск сопровождал развитие квантовой механики с самых первых лет. Правда, задним числом его рассуждения не всегда выглядят безупречными логически. В споре с Эйнштейном, который говорил, что волновая функция дает неполное описание природы, Бор твердо заявлял, что полное; но если так, то не является ли волновая функция объективной? Однако одновременно Бор полагал, что за ней не стоит какая-либо реальность. Во всей схеме квантовой механики он был склонен видеть в первую очередь символическое, а вовсе не наглядное представление о мире. Эти его идеи шли даже дальше собственно квантовой механики: на всю физику Бор предлагал смотреть не как на изучение чего-то априорно заданного, а только как на развитие методов для упорядочения и систематизации человеческого опыта.