Уродливая Вселенная. Как поиски красоты заводят физиков в тупик

Более современная пси-эпистемологическая интерпретация – это квантовый байесонизм (QBism, где Q означает quantum, «квантовый», а B – Bayesian inference, «байесовский вывод»), метод для вычисления вероятностей. В квантовом байесонизме волновая функция служит устройством, собирающим информацию наблюдателя о реальном мире, и обновляется, когда он или она производит измерение. В этой интерпретации подчеркивается, что может быть несколько наблюдателей (людей или приборов), обладающих разной информацией. Ящик все еще черный, но теперь у каждого свой. Дэвид Мермин называет это «однозначно интереснейшим вариантом», а вот Шон Кэрролл – «стратегией “отрицания”»¹⁰³.

Что же касается пси-онтических интерпретаций, то они обладают тем преимуществом, что идейно они ближе к полюбившимся нам доквантовым теориям. Зато недостаток пси-онтических интерпретаций в том, что они вынуждают нас сопротивляться другим аспектам квантовой механики.

В теории волны-пилота (теории де Бройля – Бома) нелокальное ведущее поле разводит в остальном классические частицы по траекториям. Звучит совершенно непохоже на квантовую механику, но на самом деле это та же теория, только сформулированная и истолкованная иначе[73]. Сейчас теория волны-пилота непопулярна, поскольку не была так тщательно разработана, как копенгагенская интерпретация, и не так гибка в применении. Однако же теория волны-пилота интуитивно понятна, поэтому Джон Белл считал ее «естественной и простой»¹⁰⁴. Джон Полкинхорн, напротив, убежден, что ей присущ «непривлекательно оппортунистический душок»¹⁰⁵.

Многомировая интерпретация (или интерпретация множественных историй) постулирует, что волновая функция никогда не коллапсирует. Вместо этого она расщепляется, или «разветвляется», на параллельные вселенные – по одной на каждый возможный результат измерения. В многомировой интерпретации проблемы измерения нет, а есть только вопрос, почему мы живем в этой конкретной вселенной. Стивен Вайнберг считает все эти вселенные «отвратительными», тогда как Макс Тегмарк находит логику «красивой» и верит, что «самая простая и, пожалуй, самая элегантная теория по умолчанию задействует параллельные вселенные»¹⁰⁶.

Кроме того, есть еще модели спонтанного коллапса. В них волновая функция не сначала расширяется, а затем резко коллапсирует, а непрерывно понемножечку сжимается, так что она вообще никогда сильно и не расширяется. Это не столько новая интерпретация квантовой механики, сколько поправка к ней, добавляющая явный процесс для коллапса. Эдриану Кенту, считающему, что в квантовой механике «элегантность служит на удивление сильным индикатором физической пригодности», модели коллапса кажутся «несколько специальными и утилитарными», но все же «гораздо менее уродливыми, чем теория де Бройля – Бома»¹⁰⁷.

И это лишь главные интерпретации квантовой механики. Есть и другие, и каждая из них может пребывать в нескольких различных состояниях одновременно.

* * *

Стивен Вайнберг кладет на место свою книгу по квантовой механике. Он смотрит на меня, и я пытаюсь разгадать выражение его лица, но не могу решить, он больше озадачен или раздражен тем, что я все еще здесь. Приподнятая бровь, замеченная мною раньше, как я теперь вижу, окончательно закрепилась в этом положении.

Вайнберговские «Лекции по квантовой механике» вышли среди последних его учебных пособий – уже в 2012 году. С тех пор он опубликовал еще несколько статей о том, как проверить или лучше понять основания квантовой механики. Это определенно та тема, что занимала его мысли в последнее время. Интересно, почему он выбрал именно это направление исследований. Чем эта проблема привлекательна для него, ведь он мог бы размышлять над множеством других проблем?

«Что вам не нравится в декогеренции, оставляющей вас с распределением вероятностей?» – спрашиваю я.

«Вы можете очень хорошо понять квантовую механику в терминах взаимодействия изучаемой вами системы с внешней средой, включающей в себя наблюдателя, – говорит Вайнберг[74]. – Но это подразумевает взаимодействие квантово-механической системы с макроскопической системой, что вызывает нарушение когерентности между разными “ветвями” исходной волновой функции. А почему так происходит? Это должно объясняться тоже квантово-механически. И строго говоря, внутри самой квантовой механики декогеренции нет».

Он снова откашливается. «И вот возникает попытка с этим справиться – когда декогеренция отрицается, а человеческие существа рассматриваются с чисто квантово-механической точки зрения, как и все остальное. Таков подход множественных историй. Согласно этому подходу, если вы начинаете с чистой волновой функции, она всегда и будет чистой волновой функцией[75]. Но в разворачивающемся времени есть много промежутков, каждый из которых содержит описание наблюдателей, и наблюдатели в каждом из промежутков думают, что видят нечто разное: скажем, один наблюдатель видит спин [частицы направленным] вверх, а другой – вниз».