Квантовый лабиринт. Как Ричард Фейнман и Джон Уилер изменили время и реальность - читать онлайн книгу. Автор: Пол Халперн cтр.№ 34

Лидеры Японии отказались сдаться безо всяких дополнительных условий, как им было предложено, и конфликт на Тихом океане продолжился.

Бор не мог дождаться, когда он вернется в Копенгаген и снова возглавит институт теоретической физики. Но пока он оставался в Америке, и приближалась знаменательная дата, шестидесятый день рождения датского ученого – 7 октября 1945 года. Поскольку никто не сомневался, что он величайший из живущих ныне физиков и внес колоссальный вклад в науку, то приготовления к важному событию начались заранее.

Давняя академическая традиция в физике – создание юбилейного сборника, куда включаются статьи коллег и бывших студентов, для любого значимого ученого, достигшего шестидесяти лет. Подобный сборник отдает дань уважения юбиляру, поскольку в нем перечисляются результаты и озарения, базирующиеся на его вкладе в науку. Бор коснулся очень многих тем, и для него сформировать такую книгу оказалось нетрудным делом.

Весной 1945 года престижный журнал Reviews of Modern Physics посвятил Бору целый выпуск, который можно считать таким юбилейным сборником. В нем о датчанине высказались светила квантовой физики, включая Макса Борна, Поля Дирака, Георгия Гамова и даже Эйнштейна, который в соавторстве с ассистентом Эрнстом Штраусом написал о гравитации и расширяющейся вселенной.

Ведущая статья от Вольфганга Паули, посвященная наследию Бора, задала тон. Обычно придирчивый Паули на этот раз высказался об отце атомной теории хвалебно. Следуя его примеру, прочие ученые отметили влияние юбиляра на их открытия и не скупились на добрые слова.

Уилер был слишком занят в связи с работой на военных, но он очень хотел написать статью к юбилею наставника. Результаты их совместного с Фейнманом труда выглядели отличной темой, хотя они очень давно, вот уже несколько лет, ею совсем не занимались. Физик-теоретик, не публикующий достижения на протяжении долгого времени, рискует, что кто-то другой выскажет его идеи.

А юбилейный сборник представился как отличный повод, чтобы привлечь внимание научного сообщества к теории действия на расстоянии. Поэтому Уилер быстро сочинил статью – процентов на девяносто сам, хотя и поставил Фейнмана в соавторы – и изложил в ней большую часть их совместных находок.

Инаугурационная статья Уилера и Фейнмана (не считать же таковой неудачный доклад на конференции) «Взаимодействие с абсорбером как механизм излучения» начинается очень необычно, с обширных сносок, идущих прямиком от заголовка. В них Уилер объясняет, что они проделали большую часть работы по теме несколько лет назад, но война отсрочила завершение проекта. Следовательно, читателям необходимо воспринимать текст как рабочий отчет, первый из многих.

Фейнман уступил наставнику в том, что касалось структуры и содержания статьи, но все же он яростно возражал, что упоминать о «многих» будет самонадеянно и хвастливо. Так и вышло в конечном итоге: они сочинили еще один текст по теме, и между ним и предыдущим оказалось четыре долгих года.

Как и приличествует в сборнике, посвященном юбилею Бора, к статье прилагался эпиграф, таинственная цитата из книги, написанной датчанином в 1934 году: «Мы должны, следовательно, быть готовыми к тому, что дальнейшее углубление в тему потребует более значительного отхода от свойств, с помощью которых мы описываем пространство и время»⁴².

Уилеру нравилось формировать базу для гипотез вне зависимости от того, насколько абстрактными они выглядели, опираясь на конкретные основания, созданные его уважаемыми предшественниками и учителями – особенно Бором и Эйнштейном. Ему требовалось убедить читателей, что «сумасшедшие идеи» не появились из пустоты, что они возникли в результате работы с достигнутыми ранее результатами.

Поэтому он задействовал цитату Бора, скорее всего, чтобы продемонстрировать, насколько открытым умом обладал тот в отношении перестройки квантовой физики на новых началах, пусть даже эта перестройка будет включать альтернативный взгляд на время и пространство. Теория поглощения с ее симметрией относительно движения вперед и назад во времени имела шансы стать принципиально новым шагом в развитии квантовой физики.

Введение в статью продолжает сладкие речи о том, что действие на расстоянии имеет давнюю историю, и что гипотезу поддерживали сам сэр Исаак Ньютон, немецкий математик Карл Гаусс и многие другие. И пусть от нее отказались в угоду электромагнитным полям, заполняющим пространство, возможно, настало время вернуться к ней, чтобы разгадать некоторые загадки, касающиеся излучения, особенно такой феномен, как радиационное сопротивление.

Затем Уилер призывает на помощь другого своего наставника, Эйнштейна, чтобы тот помог оправдать идею абсорбера. Он упоминает, как узнал от австрийского физика о малоизвестной работе голландского ученого Хьюго Тетрода, который еще в 1922 году предположил, что всякое излучение должно иметь не только источник, но и нечто, его поглощающее. Как он определил это сам: «Солнце не будет излучать, если окажется в космосе в одиночестве, и никакие другие тела не смогут поглотить его лучи»⁴³.

Если бы Фейнман писал статью сам, он наверняка бы убрал большую часть предыстории, общих рассуждений и ссылок, ведь он даже не читал материал Тетрода, поскольку не интересовался такими вещами. Более того, он бы отрезал все лишнее, только обозначил бы проблему радиационного сопротивления и представил результаты. Версия Ричарда выглядела бы более похожей на диссертацию, краткую и четкую.

После аккуратных вычислений, как излучение ведет себя в рамках теории поглощения Уилера – Фейнмана – основная работа Фейнмана – статья возвращается к общим рассуждениям, так любимым Уилером. Все сворачивает на далекий от физики философский вопрос – направление стрелы времени.

Если действия поглотителя в будущем могут определить поведение излучаемой частицы в прошлом, то что это говорит нам о причинности? Как пишет Уилер: «Предускорение и сила реакции излучения, которая вызывает его, оба происходят от такого взгляда на природу, в котором движение частицы во всякий момент времени будет всецело определяться движением всех прочих частиц ранее… Прошлое рассматривается целиком независимым от будущего. Подобная идеализация не может быть приемлемой, когда мы имеем частицу, начинающую двигаться в предвосхищении тех полей, которые замедлят ее движение и которые еще не достигли ее от окружающих зарядов»⁴⁴.

Таким образом, статья Уилера и Фейнмана заканчивается на революционном утверждении: представим себе мир, в котором будущее влияет на прошлое, и наоборот. Удаляя различие между прямой и обратной причинностью, мы заходим далеко за границы утверждения, что реальность частицы просто обратима во времени.

Более того, можно сказать, что будущее и прошлое равно релевантны для будущего.

Но большое значение имеет разница между видимой и подлинной обратимостью времени. Многие вещи выглядят обратимыми во времени, хотя таковыми не являются. Представим, что вы заорали, побежали к стене, отскочили от нее после удара и снова заорали – видео вашего «подвига» будет выглядеть симметричным с точки зрения времени. Но вы вряд ли сможете утверждать, что в первый раз завопили из-за того, что врезались в стену, до того, как это произошло. В теории поглощения Уилера – Фейнмана, наоборот, частицы чувствуют столкновение событий, имеющее место в будущем – опережающие сигналы, порожденные поглощением излучения.