Квантовый лабиринт. Как Ричард Фейнман и Джон Уилер изменили время и реальность - читать онлайн книгу. Автор: Пол Халперн cтр.№ 63

Как заметил позже Дайсон: «Фейнман не видел смысла в философии и ему не нравились любые философские интерпретации квантовой механики. Он говорил, что теория будет ясной и четкой, если не наводить на нее философического тумана. Цель любой теории – описывать природу, а не объяснять ее»¹⁰². Сам Дайсон тоже думал, что ММИ не имеет особой ценности. Как он вспоминал: «Я не помню, когда впервые услышал об интерпретации Эверетта. Она всегда мне не нравилась, и я рассматривал любые попытки обсуждать ее как глупую трату времени. Если использовать знаменитую фразу Паули, то она «даже не ошибочна».

Интеграл по траекториям и ММИ постулируют существование параллельных нитей реальности, подлинных лабиринтов времени. Но если первая концепция стала общепринятым средством описания мира частиц, то вторая сохранила слишком много противоречий. Можно подумать, что параллельные вселенные всюду одни и те же, но на самом деле два подхода имеют ключевые философские расхождения.

С точки зрения интеграла по траекториям в процессе квантового измерения мы проходим через пространство-время смесью разных путей, предписанных частицам в абстрактной реальности возможностей. Тем не менее смесь не может быть разбита на отдельные физически наблюдаемые сегменты. Это всегда одна вселенная, одна реальность.

ММИ, наоборот, делает реальным постоянное расщепление, если верить ей, то мир вокруг – включая нас самих, – разделяется на новые и новые версии, создавая сеть хронологий. Как в «Саду расходящихся тропок» Борхеса в одной из ветвей два человека могут быть друзьями, а в другой смертельными врагами. Возможно, в другой вселенной Фейнман мог стать актером, сыгравшим в «В джазе только девушки» с Мэрилин Монро, и играл бы на барабанах конга в разных джазовых группах, в то время как профессора Джек Леммон и Тони Кертис представили бы новую статью на конференции в Чапел-Хилл.

Фейнману бы такой вариант понравился.

Подобные альтернативные реальности выглядят слишком научно-фантастическими для многих упертых физиков. Даже для человека вроде Джона Уилера, который наслаждался «дикими идеями», упоминание реально существующих параллельных вселенных казалось слишком смелым. Для него непроверяемые оценки граничили, скорее, с религиозными убеждениями, чем представляли аутентичную науку.

Мечтай в ночи, но проверяй при свете дня.

Существует заметная асимметрия между нашими воспоминаниями и предвосхищениями, нашим отражением прошлого и надеждами на будущее. Возможно, это и к лучшему, потому что если бы мы могли «помнить» будущее, то нам было бы сложно вступать в отношения или затевать проекты, зная заранее, что ничего не выйдет.

Если бы у Ричарда Фейнмана был магический кристалл в 1952 году, он с самого начала понял бы, что его второй брак обречен. Он не занялся бы сверхпроводимостью, если бы знал, что другие – Джон Бардин, Леон Купер и Роберт Шриффер – уже сделали теоретическое описание этого феномена (хотя он высказал важные догадки по данной теме и внес значимый вклад в смежную область, изучение сверхтекучести).

Схожим образом Джон Уилер, имей он возможность заглянуть в будущее, не взял бы секретные документы с собой в поезд. Он бы уделил мало внимания геонам, зная, что они окажутся нестабильными и непригодными в качестве частиц, останутся лишь теоретическим концептом, а затем и вовсе исчезнут в безвестности.

Триумфы, точно так же как и ошибки, часто удивляют нас.

В 1957 году Фейнман и Уилер не имели возможности узнать, что наступающее десятилетие будет одинаково плодотворным и счастливым для каждого из них (если исключить смерть матери Джона в 1960-м). Ричард в конечном итоге удачно женится, у него появятся дети, он разработает прославленный курс «Фейнмановские лекции по физике», откроет критически важные свойства элементарных частиц и сил природы, сделает некоторое количество находок, которые в дальнейшем двинут вперед нанотехнологии, и это еще не упоминая о Нобелевской премии за ранний вклад в квантовую электродинамику. Уилер будет счастлив увидеть, как его дети вступают в брак, станет дедушкой, его окутает честь получения Премии Энрико Ферми, медали Франклина и Премии Эйнштейна, и еще он сделается признанным авторитетом в области гравитационного сжатия звезд, в описании таких объектов, как черные дыры.

В отличие от людей, элементарные частицы не могут представить ни собственное прошлое, ни собственное будущее. Но если бы они могли, то заметили бы разницу?

До начала шестидесятых физики в большинстве своем считали, что (за исключением процессов, связанных с измерениями, проводимыми человеком) все взаимодействия между элементарными частицами полностью обратимы во времени. Снимите процесс такого взаимодействия на пленку, прокрутите ее в обратном порядке и увидите новый процесс, столь же распространенный и правдоподобный.

Затем открытие, сделанное в 1964 году Джеймсом Крониным и Валом Фитчем, которые трудились в Принстоне, доказало, что даже тела субатомного уровня могут неким образом демонстрировать различение между прошлым и будущим. Ученые показали, что временная симметрия вовсе не является универсальной чертой в мире частиц, и, более того, в некоторых процессах имеет место однонаправленная стрела времени.

Чтобы полностью осознать открытие Кронина и Фитча, мы должны понять концепцию симметрии в физике элементарных частиц. Некоторые симметрии выглядят непрерывными, как вращательная инвариантность. Закрутим атом водорода, находящийся на самом низком уровне энергии, и его измеряемые физические свойства будут казаться теми же самыми. Симметрия переноса (движения через пространство) также непрерывна: сдвинем немного тот же атом через пустое пространство, и он ничуть не изменится.

Другие типы симметрии являются дискретными, включают сдвиг между конечными наборами конфигураций. Симметрия зарядового сопряжения (смены знака) является хорошим примером: если поменять заряд частицы с положительного на отрицательный и ничего больше не изменится, то эта симметрия имеет место. Симметрия пространственной инвариантности возникает тогда, когда вы отражаете объект в зеркале, с математической точки зрения она включает изменение знака одной или нескольких пространственных координат – с плюса на минус или наоборот. При этом виде симметрии смена направления взаимодействия на его зеркальный образ никак не повлияет на результат.