Наука Плоского Мира III: Часы Дарвина (ЛП) - Стюарт Йен (серии книг читать онлайн бесплатно полностью TXT) 📗
Проблема в том, что с научной точки зрения, многомировая интерпретация скорее переоценена. Конечно, способ, которым она обычно описывается, вводит в заблуждение. Фактически большая часть физики мультиверсума как правило объясняется таким вот способом. И это печально, поскольку опошляет множество глубоких и красивых идей. Предположение о том, что существует смежная с нашей реальная вселенная, где Гитлер разгромил союзные силы, является довольно отталкивающим для большинства людей. Это звучит настолько абсурдно, чтобы даже попытаться к прислушаться. «Если это и есть современная физика, то я предпочитаю чтобы мои налоги пошли на что-нибудь более полезное, вроде рефлексологии».
Наука о мультивселенной (о том, что существует множество альтернатив, которые только уместны) очень привлекательна. И в чём-то даже полезна.
И в чём-то (не обязательно в полезной составляющей) может оказаться правдой. И мы попытаемся вас убедить в том, что они не подразумевают Гитлера.
Всё началось с открытия того, что математически квантовое поведение можно описать в виде Большой Суммы. Все что происходит в действительности является суммой того что могло произойти. Ричард Файнман с присущей ему ясностью объяснил это в своей книге КЭД (Квантовая электродинамика). Представьте себе фотон, световую частицу, отскакивающую от зеркала. Вы можете выяснить его путь «сложением» всех возможных путей, по которым он может последовать. В действительности вы складываете уровень яркости и интенсивность света, а не сам путь. Путь представляет собой концентрированную полосу яркости, а затем эта полоса встречает зеркало от отскакивает под тем же самым углом.
Такое «сложение» является прямым математическим следствием законов квантовой механики, и в этом нет ничего предосудительного или даже ужасно удивительного. Оно работает, потому что все «неправильные» пути мешают друг другу, практически ничего не внося в общую сумму. Все, что в итоге выживает и является «верным» путем. Можно принять этот математический факт без возражений и посмотреть на него с физической точки зрения, а именно: свет действительно идет несколькими путями, но мы можем видеть лишь их сумму, следовательно, мы видим только один путь, на котором луч света падает на зеркало и отражается под одним и тем же углом.
С философской точки зрения такое объяснение уже менее спорно, но оно ведет к действительно сложным терминам. У физиков есть привычка использовать математические описания в буквальном смысле — не только выводы, но и действия, необходимые для их получения. Они называют это «мыслить физически», хотя получается наоборот: они как бы «проектируют» математические функции на реальный мир, «материализуя» абстракции.
Мы не говорим, что это неправильно — обычно у них получается, однако такое «овеществление» делает из отличных физиков плохих философов, так как они забывают, чем занимаются.
Одной из проблем «мышления физически» является то, что в математике иногда встречаются эквивалентные способы описания чего-либо, разные пути, чтобы сказать одну и туже вещь на математическом языке. И если верен один из них, верны и остальные. Но вот их физические воплощения могут быть противоречивыми.
Хороший пример можно найти в классической (не квантовой) механике: движущуюся частицу можно описать с помощью одного из законов Ньютона — ускорение частицы пропорционально силе, действующей на нее. С другой стороны, движение может быть описано с помощью вариационного принципа: действием называется величина, связанная с каждым из возможный путей частицы. Путь, по которому идет частица с наименьшим значением относительно остальных, и будет тем «нужным».
Логическим эквивалентом законов Ньютона и принципа наименьшего действия выступает математическая теорема. На математическом уровне нельзя принять одно из них и не принять остальные. О значении «действия» задумываться не надо, здесь это не играет роли. Важна разница между реальными интерпретациями этих двух логически одинаковых описаний.
Законы Ньютона действуют на близком расстоянии. То, куда пойдет частица здесь и сейчас, зависит только от сил, действующих на нее здесь и сейчас. Особой мудрости здесь не требуется- надо лишь соблюдать эти правила.
У принципа наименьшего действия другой стиль — он глобален. Он говорит нам, что для путешествия из пункта А в пункт Б частица должна каким-то образом увидеть все возможные пути между этими точками. Она должна вычислить действие, необходимое для движения по каждому из этих путей и выбрать наименьшее. Это «вычисление» не локально, потому что включает в себя весь путь (пути) и в некотором смысле должно быть проведено до того, как частица решит, куда ей двигаться. Вот она естественная интерпретация математики — частицы оказываются наделены чудесной дальновидностью и способностью выбирать, прямо-таки обладают рудиментарным видом интеллекта.
Так что же верно? Бессмысленный кусок материи, постоянно подчиняющийся местным правилам или квазиразумное существо с огромными вычислительными способностями, которое среди всех возможный путей предусмотрительно может выбирать то, на преодоление которого потребуется меньше всего сил?
Мы то знаем, что выбрали бы сами.
Интересно, что принцип наименьшего действия является механическим аналогом интерпретации Фейнмана в оптике. Они действительно очень похожи. Да, вы можете сформулировать математику квантовой механики таким образом, что она будет подразумевать, что свет следует по всем возможным путям и складывает их. Но нельзя слепо верить, что это описание реальной физики реального мира, даже если оно работает в математике.
Последователи теории мультивселенной не только безоговорочно в это верят, но и идут дальше: не история одного фотона отразилась от зеркала, но история всей вселенной. Это тоже является суммой всех возможностей — использование квантовой волновой функции Вселенной вместо интенсивности света, обусловленного фотонами, так что мы можем интерпретировать математику в похожем смысле. Вселенная действительно совершает все возможные действия. Мы видим лишь то, что случается, когда все эти возможности складываются вместе.
Конечно, есть более «реальное» объяснение: вселенная плывет, подчиняясь местным законам квантовой механики, и делает ровно одно действие… которое только случайно, по чисто математическим причинам, равно сумме всех действий, которые она могла бы сделать.
Ну и что вам больше нравится?
Математически, если верно одно, верно и другое. Однако с физической точки зрения они совершенно по-разному объясняют устройство мира. Наше мнение таково, что, как и в случае с частицей, их математическое равенство не обязывает вас принимать их физические описания за святую истину (учитывая, что эквивалентом законов Ньютона и принципа наименьшего действия является разумная частица, обладающая способностью предсказывать будущее).
Многомировая интерпретация квантовой механики держится на непрочном основании, хотя его математические основы безупречны. Но обычное представление этой интерпретации идёт дальше, добавляя изрядную долю рассказия. Именно это и привлекает авторов научной фантастики и очень жаль что оно простирает интерпретацию далеко за пределы переломного момента.
Обычно мы говорим следующее. В любой момент времени, когда бы ни был совершён выбор, вселенная распадается на серию «параллельных миров», в которых происходит каждый из вариантов. Да, в этом мире вы просыпаетесь, съедаете свои кукурузные хлопья на завтрак и отправляетесь на работу. Но где-то в просторах мультивселенной, существует другая вселенная, в которой на завтрак у вас была рыба, поэтому вы вышли из дома минутой позже, так что когда вы переходили дорогу, у вас случилось небольшое недоразумение с автобусом, которое для вас оказалось фатальным.
Ошибочно здесь как ни странно не утверждение о том, что мир это в «действительности» сумма многих других. Возможно на квантовом уровне так и есть. Почему нет? Однако неправильно описывать эти альтернативные миры с точки зрения человека, как сценарий, согласно которому всё происходит в соответствии с повествованием, которое имеет смысл для человеческого ума. Тогда как миры с рыбой и автобусом не имеют смысла вообще. И ещё менее допустимо делать вид, что каждый из этих параллельных миров это небольшая вариация на тему нашего, в котором некоторые выборы на уровне человека происходят по разному.
