По тем же причинам мы могли бы назватьсовокупность теневых частиц параллельной Вселенной,ибо теневые частицы оказываются под воздействиемреальных частиц только через явление интерференции. Но мы можем сделать ещелучше. Оказывается, что теневые частицы разделяются между собой точно так же,как отделяется от них вселенная реальных частиц. Другими словами, они образуют не однуоднороднуюпараллельную вселенную, гораздо большую чем реальная, а огромное количествопараллельных вселенных, каждая из которых по составу похожа на реальную иподчиняется тем же законам физики, но отличается от других расположениемчастиц.
Замечание относительно терминологии. Словолвселенная традиционно использовали для обозначения всей физической реальности.В этом смысле может существовать не более одной вселенной. Придерживаясь этого определения, мымогли бы сказать, что то, что мы привыкли называть вселенной, аименно: вся непосредственно ощутимая материя и энергия вокруг нас, всеокружающее нас пространство, — далеко не вся вселенная, а лишь небольшая ее часть. В этом случаенам пришлось бы придумать новое название для этой маленькой реальной части. Нобольшинство физиков предпочитает продолжать пользоваться словом вселенная дляобозначения того, что оно всегда обозначало, несмотря на то, что сейчас этасущность оказывается лишь маленькой частью физической реальности. Дляобозначения физической реальности в целом создали неологизм — мультиверс3.
Опыты с интерференцией одной частицы,подобные описанным мной, показывают, что мультиверс существует и содержитмножество двойников каждой частицы реальной вселенной. Чтобы прийти кследующему выводу оразделении мультиверса на параллельные вселенные, следует рассмотреть явлениеинтерференции нескольких реальных частиц. Самый простой способ осуществить это— спросить прилмысленном эксперименте, что должно происходить на микроскопическом уровне, когда теневыефотоны встречают светонепроницаемый объект. Безусловно, они останавливаются: мызнаем это, поскольку интерференция прекращается, когда на пути теневых фотонов появляетсясветонепроницаемая перегородка. Но почему Что их останавливает Мы можемисключить прямой ответ, что реальные атомы перегородки поглощают их так же, какпоглотили бы реальные фотоны. Одно нам известно: теневые фотоны невзаимодействуют с реальными атомами. Кроме того, мы можем проверить, измерив атомы перегородки(или точнее, заменив перегородку детектором), что они не поглощают энергию и неизменяют свое состояние до тех пор, пока не встретят реальный фотон. Теневыефотоны не оказывают на них никакого влияния.
Другими словами, перегородка одинакововоздействует, как на реальные, так и на теневые фотоны, но эти два вида фотоноввоздействуют на неепо-разному. В действительности, насколько нам известно, теневые фотоны вообщене оказывают на нее никакого воздействия. Это и является определяющим свойствомтеневых фотонов, поскольку, если бы они оказывали реальное воздействие хоть на какой-томатериал, то этот материал можно было бы использовать как детектор теневыхфотонов, а само явление теней и интерференции не существовало бы в том виде, вкаком я его описал.
Следовательно, в месте существованияреальной перегородки находится и теневая. Без особых усилий можно сделать вывод, что этатеневая перегородка состоит из теневыхатомов, которые, как нам уже известно, должныприсутствовать как двойники реальных атомов перегородки. У каждого реального атомасуществует множество двойников. В действительности, общая плотность теневыхатомов даже в слабом тумане более чем достаточна, чтобы остановить танк, что ужговорить об одном фотоне, если бы эти атомы могли воздействовать на него. Поскольку мы обнаружили, чточастично светопроницаемые перегородки имеют равную степень светопроницаемостикак для реальных, так и для теневых фотонов, значит, не все теневые атомы напути определенноготеневого фотона могут помешать его движению. Каждый теневой фотон встречает перегородку,во многом подобную той, которую встречает его реальный двойник, перегородку,состоящую из крошечного количества существующих теневых атомов.
По той же причине каждый теневой атом вперегородке может взаимодействовать лишь с небольшим количеством других теневыхатомов, находящихсяоколо него, и те, с которыми он взаимодействует, образуют перегородку, весьмапохожую на реальную. И так далее. Вся материя и все физические процессы имеюттакую структуру. Если реальной перегородкой является сетчатка глаза лягушки, значит,должно быть много теневых сетчаток, каждая из которых способна остановитьтолько одного теневого двойника каждого фотона. Каждая теневая сетчатка взаимодействует только ссоответствующими теневыми фотонами, с соответствующей теневой лягушкой и т.д. Другими словами,частицы группируются в параллельные вселенные. Они параллельны в том смысле,что в пределах каждой вселенной частицы взаимодействуют друг с другом так же, как вреальной вселенной, но воздействие, оказываемое каждой вселенной на остальные,весьма слабое, и проявляется оно через явление интерференции.
Таким образом, мы вывели цепочкуумозаключений, которая начинается со странных картин тени и заканчивается параллельнымивселенными. На каждомэтапе мы обнаруживаем, что поведение наблюдаемых нами объектов можно объяснитьтолько присутствием невидимых объектов и их определенными свойствами. Основнаяидея заключается втом, что интерференция одной частицы определенно исключает возможностьсуществования только реальной вселенной, которая нас окружает. А фактсуществования такого явления интерференции неоспорим. Тем не менее, теориясуществования мультиверса не пользуется особой популярностью у физиков. Почему
Ответ, к сожалению, окажется нелицеприятнымдля большинства. Я еще вернусь к этому в главе 13, но сейчас мне хотелось быподчеркнуть, чтоаргументы, представленные мной в этой главе, обращены лишь к тем, кто ищетобъяснений. Те, кого устраивают обычные предсказания и у кого нет особогожелания понять, как получаются предсказанные результаты экспериментов, могутпри желании просто отрицать существование всего, кроме того, что я называюлреальными объектами. Некоторые люди, например, инструменталисты ипозитивисты,принимают эту линию как сущность философского принципа. Я уже сказал, что ядумаю о таких принципах и почему. Другие люди просто не хотят думать об этом.Как-никак, это столь грандиозный вывод, и он вызывает беспокойство, когда о нем слышишь впервые. Ноя полагаю, что все эти люди ошибаются. Я надеюсь убедить читателей, которые терпеливо относятсяко мне. что понимание мультиверса — этопредварительное условие наилучшего возможного понимания реальности. Я говорюэто не в духе суровой определенности искать истину независимо от того, наскольконеприятной она может оказаться (хотя надеюсь, что приму и такую позицию, еслидо этого дойдет). Напротив, я говорю это потому, что итоговое мировоззрениенамного более цельно и обладает гораздо большим смыслом, чем всепредыдущиемировоззрения. Оно возвышается над циничным прагматизмом, который в наше времязачастую является суррогатом мировоззрения ученых.
Почему нельзя просто сказать, — спрашивают некоторыефизики-практики, —что фотоны ведут себя так, словно сталкиваются с невидимыми объектами Почему нельзя оставить это в таком виде Почемумы должны идти дальше и принимать теорию о существовании невидимых объектов Болееэкзотический вариант этой же по сути идеи заключается в следующем. Реальныйфотон осязаем, теневой фотон — это просто способ возможного, но не осуществленного поведенияреального фотона.Тогда квантовая теория заключается во взаимодействииреального с возможным. Это, по меньшей мере, звучитдостаточно глубоко.Но, к сожалению, люди, которые придерживаются какого-то из этих взглядов(включая выдающихся ученых, которые должны бы быть лучше осведомлены), во всем,что касается этого вопроса, неизменно начинают нести чушь. Поэтому давайтебудем рассудительными. Ключевой момент состоит в том, что реальный, видимый фотонведет себя по-разному всоответствии с тем путем, который открыт где-то в аппарате, чтобы пропустить что-то,что, в конце концов, задержит видимый фотон. Что-то перемещается по этим путям,и отказаться называть это реальным все равно, что играть в слова. Возможноене может взаимодействовать с реальным: несуществующие объекты не могутизменять траекториюдвижения существующих. Если фотон отклоняется от своей траектории, на негодолжно что-то воздействовать, и это что-то я назвал теневым фотоном. Названиееще не делает это реальным, но не может быть, чтобы действительное событие,как-то: появление и обнаружение реального фотона, — было вызвано воображаемымсобытием, тем, чтофотон мог сделать, но не сделал. Причиной других событий может стать толькото, что действительно происходит. Если сложное движение теневых фотонов вэксперименте с интерференцией было бы просто возможностью, которая на самомделе не имела места, то наблюдаемое нами явление интерференции вдействительности не произошло бы.
Причину того, что эффект интерференцииобычно столь слаб, и его сложно обнаружить, можно найти в законах квантовоймеханики, которые имуправляют. Существенны два частных следствия этих законов. Первое: каждаядробноатомная частица имеет двойников в других вселенных, и только эти двойникией мешают. Любые другие частицы этих вселенных не оказывают на нее непосредственноговоздействия. Следовательно, интерференцию можно наблюдать лишь в особыхслучаях, когда траектории частицы и ее теневых двойников расходятся и затем вновьсходятся (так же, как фотон и теневой фотон стремятся к одной и той же точке на экране). Дажевремя должно бытьсинхронизировано: если на одной из двух траекторий возникнет задержка,интерференция ослабнет или прекратится. Второе: для того, чтобы обнаружитьинтерференцию между любыми двумя вселенными, необходимо, чтобы между всеми их частицами, положение и другие свойства которых неидентичны, произошло взаимодействие. На практике этоозначает, что можно обнаружить интерференцию только между двумя очень похожими вселенными.Например, во всехописанных мною экспериментах интерферирующие вселенные отличаются положениемтолько одного фотона. Если фотон при движении воздействует на другие частицы, и, в частности,если мы видим его, то эти частицы или наблюдатель тоже станут различными вразличных вселенных. Если это так, то последующую интерференцию, включающуюэтот фотон, на практике невозможно будет обнаружить, потому что требуемоевзаимодействие между всемичастицами, которые подверглись влиянию, будет слишком сложно обеспечить. Здесья должен упомянуть, что стандартная фраза, описывающая этот факт, а именно:лнаблюдение разрушает интерференцию, —весьма обманчива по трем причинам. Во-первых, она предполагает некотороепсихокинетическое влияние сознательного наблюдателя на основные физическиеявления, хотя такого влияния не существует. Во-вторых, интерференция нелразрушается: ее просто (гораздо!) сложнее увидеть, потому что для этого необходимо управлятьточным поведением гораздо большего количества частиц. И, в-третьих, не только наблюдение, но илюбое воздействие фотона наего окружение, зависящее от выбранной им траектории, делает то жесамое.
Ради читателей, которые могли видеть другиеформы изложения квантовой физики, я должен кратко показать связь междуаргументами,приведенными мной в этой главе, и обычным способом представления этого предмета.Возможно, из-за споров, возникших среди физиков-теоретиков, традиционноотправной точкой была сама квантовая теория. Сначала теорию формулируют как можно точнее, а затемпытаются понять, что она говорит нам о реальности. Это единственный возможный подход к пониманиюмельчайших деталей квантовых явлений. Но в отношении вопроса о том, состоит лиреальность из однойвселенной или из многих, этот подход излишне сложен. Именно поэтому в даннойглаве я отошел от него. Я даже не сформулировал ни одного постулата квантовойтеории, я просто описал некоторые физические явления и сделал неизбежныевыводы. Но если начинать с теории, существуют две вещи, которые никто не будет оспаривать.Первая заключается в том, что квантовая теория не имеет равных себе вспособностипредсказывать результаты экспериментов даже при слепом использовании ееуравнений без особых размышлений об их значении. Вторая состоит в том, чтоквантовая теория рассказывает нам нечто новое и необычное о природереальности. Спор заключается лишь в том, что именно. Физик Хью Эверетт первымясно осознал (в 1957 году, через тридцать лет после того, как эта теория сталаосновой физики дробноатомных частиц), что квантовая теория описываетмультиверс. С тех самых пор бушевал спор о том, допускает ли эта теориякакую-то другую интерпретацию (повторную интерпретацию, илиформулировку, илимодификацию и т.д.), по которой она описывает единственную вселенную, нопродолжает правильно предсказывать результаты экспериментов. Другими словами,действительно ли принятие предсказаний квантовой теории вынуждает нас принятьсуществование параллельных вселенных
Мне кажется, что этот вопрос, аследовательно, и преобладающая тональность спора относительно этой проблемыимеет ошибочное направление. Признаться, для физиков-теоретиков, подобных мне,допустимо иоправданно прикладывать огромные усилия, чтобы достичь понимания формальной структурыквантовой теории, но не за счет того, чтобы потерять из вида нашу главную цель — понять реальность. Даже еслипредсказания квантовой теории можно было бы каким-то образом получить, нессылаясь на другие вселенные, отдельные фотоны все равно отбрасывали быописанные мной тени. Даже ничего не зная о квантовой теории, можно увидеть, чтоэти тени не могут быть результатом какого-то одного случая движения фотона отфонарика к глазу наблюдателя. Их нельзя совместить ни с одним объяснениемтолько на основе тех фотонов, которые мы видим. Или только на основе перегородки, которую мывидим. Или только на основе видимой нами вселенной. Следовательно, если лучшаятеория, имеющаяся в распоряжении физиков, не ссылалась бы на параллельные вселенные, этопросто значило бы, что нам нужна теория лучше, теория, которая ссылалась бы на параллельныевселенные, чтобы объяснить то, что мы видим.
Pages: | 1 | ... | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ... | 58 | Книги по разным темам