Чтение онлайн

Событие, о котором я говорю, представляет собой появление несколько лет назад в квантовой механике так называемой Интерпретации Множественности Миров. Эта интерпретация, предложенная Эверетом и Де Виттом [7] и поддерживаемая некоторое время Джоном Уиллером, продолжает иметь увлеченных сторонников среди квантовых космологов. Однако, это больше похоже на историю из последнего бестселлера по научной фантастике, чем на теорию, развиваемую серьезными учеными

То, о чем сообщает теория, может быть объяснено (неформально, разумеется) с помощью моего примера с атомом, проходящим или непроходящим через период радиоактивного распада. Согласно Интерпретации Множественности Миров, весь космологический универсум представляет собой “систему” в квантово-механическом смысле. Таким образом, “разрыв между наблюдателем и системой” просто отбрасывается. Эта интерпретация стремится восстановить свойство ньютоновского мировоззрения, о котором я говорил как о “Божественном Видении” мира, восстановить это свойство, по-видимому, любой ценой. Более того, согласно этой интерпретации, уравнение Шредингера [8] является уравнением, управляющим лишь физическими процессами – универсум развивается детерминистически, согласно этой точке зрения; мысль, что индетерминизм характеризует квантовую механику, также отбрасывается. Не существует “редукции волнового пакета”. То, что происходит в экспериментальной ситуации типа описанной выше, согласно Интерпретации Множественности Миров, не является недетерминистическим “прыжком” универсума в состояние А или В при проведении измерений [9] , а представляет собой “разделение” универсума на два параллельных мира (математически один из них представлен “относительным состоянием” А, другой – “относительным состоянием” В). В одном из этих “параллельных миров” или “ветвей” атом распадается, в другом – нет.

Но как быть с наблюдателем, задаю я себе вопрос? Допустим, если я наблюдатель, то, согласно Эверету, Де Витту и другим, я буду иметь “два "Я" в будущем” во время t. Каждое из моих будущих “Я” будет ошибаться. Будет существовать два Хилари Патнэма: один – переживающий “мир, в котором атом не распадается”, другой – переживающий “мир, в котором атом распадается”!

Как философ, я восхищен появлением Интерпретации Множественности Миров в качестве культурного феномена. Это так похоже на то, что мы наблюдаем вновь и вновь в истории метафизики! Известный поэт (Дерек Уолкот) однажды пошутил: “Какова разница между философом и правителем?” Ответом является каламбур: “Правитель вытянется на один фут, а философ – на любую длину”. Но каламбур содержит в себе глубокое наблюдение: частью нашей философской традиции является то, что, по крайней мере, один тип философов пойдет на все, чтобы сохранить то. что считает главным метафизическим принципом, принципом, “необходимым” в особом, философском, смысле “необходимого”. Поразительно наблюдать дерзкую метафизическую систему, неожиданно рожденную в дискуссии физиков по поводу того, как понимать наиболее глубокую и точную физическую теорию, которой мы обладаем.

Очевидно, что никто не предлагал столь экстремальную версию, как Интерпретация Множественности Миров до тех пор, пока не были рассмотрены и отброшены многие другие, более или менее экстремальные версии. Я не буду придавать особое значение тому, что только малое количество, очень малое количество физиков чувствуют сегодня дискомфорт в связи с Копенгагенской интерпретацией. Однако, существует и всегда существовало меньшинство физиков, включая Эйнштейна и Шредингера, которые и в самом деле чувствовали дискомфорт и которые пытались и пытаются выработать “Божественное Видение”, с тем чтобы устранить “разрыв между системой и наблюдателем”.

Сначала оппоненты квантово-механической ортодоксии обращали особое внимание на так называемые “скрытые параметры”. Идея состояла в том, что квантовая механика является неполным описанием физического мира, и если мы вычислим, в какой мере оно является полным, добавив упущенные (или “скрытые”) параметры, мы сразу же избавимся от свойств, “вызывающих возражения – индетерминизма, столкновения с “реалистическими” интуициями, – и поймем, что квантовая механика дает нам представление не о конечных физических процессах, а только статистически усредненное описание процессов. Наиболее знаменитая попытка в этом направлении была сделана Дэвидом Бомом, чья интерпретация была недавно возрождена и усовершенствована Дж. С. Беллом. Проблемы, связанные с этим подходом, были суммированы Гансом Рейхенбахом в его книге об основаниях квантовой механики [10] в форме того, что он назвал Принципом Аномалии. Принцип говорит о том, что действительно существуют различные способы дополнения квантовой механики с помощью “скрытых параметров”, но все они требуют утверждения мгновенного действия на расстоянии, “ясновидения” со стороны системы (т. е. она действует в некоторых ситуациях, как если бы она “знала”, какое измерение будет сделано в будущем) или других “причинных аномалий”. Несмотря на то, что попытка математического доказательства Рейхенбахом этого Принципа Аномалии не может быть принята, доказательство, предложенное недавно Беллом, показывает, что он был прав. Поскольку я рассматриваю историю физики как с культурной, так и с логической точки зрения, я хочу заметить, что истинность Принципа Аномалии свидетельствует лишь о том, что хотя и существует действительно определенное количество интерпретаций скрытых параметров, ни одна из них не убеждает никого, кроме самого его изобретателя и (если он удачлив) человек шести его друзей.

Только в свете неудачи или того, что научное сообщество воспринимает как неудачу, этих многочисленных попыток восстановить физическую концепцию Божественного Видения в рамках модели квантовой механики, можно понять, почему существует соблазн хоть однажды попробовать что-нибудь столь метафизически драматическое, как Интерпретация Множественности Миров. В Интерпретации Множественности Миров не существует “скрытых переменных” – каждый факт полностью описывается “максимальным состоянием” всего универсума со всеми его “ветвями”.

Конечно, многие факты являются “скрытыми” с точки зрения какого-то определенного “Я”. Однако, ни один факт не скрыт от Бога или от какого-то Всеведающего Разума, поскольку Всеведающий Наблюдатель знает “функциональное состояние всего универсума” и то, что функциональное состояние кодирует всю информацию о всех “ветвях”, всех “параллельных мирах”. Оно кодирует все в старом добром повседневном языке квантовой механики, языке “составляющих” не существует дополнения с помощью “скрытых параметров”, которые не описывались бы в наличном формализме.

Конечно, это странный смысл “отсутствия скрытых параметров”, по крайней мере с точки зрения непрофессионала. Все параллельные миры и другие “Я”, которые я не могу наблюдать, не являются ли они, мстительными “скрытыми параметрами”? Не являются, с точки зрения Всеведающего Квантового Физика, – ведь эта интерпретация и пытается представить точку зрения Всеведающего Квантового Физика.

Итак, в данной интерпретации не существует “нелокальных действий” – разделение мира на параллельные миры портит доказательство Теоремы Белла, – и, в частности, не существует “редукции волнового пакета”. Используется пространственно-временная структура релятивисткой физики (которая является особенно привлекательной для космологов), а также классическая логика. Единственная проблема остается [11] : весь разговор о “других мирах” является, в конце концов, только картиной; картиной, которая, если мы ее принимаем, не дает нам ничего, кроме метафизического комфорта. Эта дикая онтологическая экстравагантность на самом деле нисколько не изменяет физическую практику. Она только уверяет нас в том, что Божественное Видение остается возможным.

На самом деле это не так. Прежде всего, мы не чувствуем, что можем поверить этой картине. Зачем нужна метафизическая картина, которой никто не верит?

Я начал свое эссе с цитаты Ницше. Надеюсь, что рассмотренная дискуссия иллюстрирует истинность афоризма, взятого мною за объект размышлений: “чем большую область охватывает наука, тем больше парадоксов она встречает”. Действительной Квантовая механика является блестящим примером развития, в котором увеличивающееся понимание может представлять мир все более парадоксальным образом.

Хотелось бы попутно привести совершенно иную иллюстрацию того же самого факта. Но прежде чем я покину квантовую механику, рассмотрим коротко природу заключающегося в ней парадокса. Проблема часто формулируется как конфликт между нашим желанием интерпретировать квантовую механику реалистически и нашим желанием сохранить принцип, запрещающий посылать причинные сигналы быстрее световых. Однако подобный способ объяснения того, что является парадоксальным в современном понимании квантовой механики, оказывается слишком формальным. Рассмотрению парадокса как “конфликта между реализмом и локальностью” я предпочитаю возвращение к той форме дискуссии, когда Бор первым предложил свою версию Копенгагенской интерпретации.

Несмотря на то, что фон Нейман не принял утверждения о том, что классическая физика должна использоваться со стороны “наблюдателя” в “разрыве между системой и наблюдателем”, он, как и все защитники Копенгагенской интерпретации того времени, несомненно, был согласен с тем, что такой разрыв существует. Я предполагаю, что – и это действительно чувствовалось в то время – была необходимость в присутствии такого разрыва, что и является наиболее парадоксальной чертой теории. “Локальность” входит в дискуссию, когда мы размышляем о том, можем ли мы изменить или переинтерпретировать теорию таким образом, чтобы избежать необходимости разрыва, но так происходит и со многими другими проблемами (можем ли мы изменить классическую логику? или классическую теорию вероятности? [12] можем ли понять “параллельные миры”?). Хотя в последние десять лет дискуссия сосредоточилась на Локальности и Теореме Белла, эти проблемы рассматриваются как образующие техническое основание проблемы. Парадоксальным является результат; необходимость признать разрыв между наблюдателем и системой в любом квантово-механическом описании физической реальности. Мы воспринимаем это как парадокс именно потому, что допустить разрыв между наблюдателем и системой означает, как я сказал вначале, отбросить великую мечту; мечту об описании физической реальности как существующей вне наблюдателя, описании, которое является объектом в смысле существования безотносительно к “конкретной точке зрения”. Короче говоря, я утверждаю, что это конфликт с “реализмом” в том смысле, который мы рассматриваем как парадоксальный; наше нежелание отбросить нашу веру в локальность хорошо осознается на фоне того, что физики отказываются восстановить “реализм” простым допущением некоторой ad hoc нелокальной теории во имя удовлетворения нашего дискомфорта; однако, должно быть само собой разумеющимся, что ad hoc способы выхода из парадоксальной ситуации неприемлемы.

Следующий мой пример взят из области логики, точнее, из ответа современной логики на древнейший логический парадокс – парадокс Лжеца. Вместо рассмотрения суждения “Все критяне – лжецы” (высказанного критянином) [13] современный анализ начинается с высказывания типа:

(1) Высказывание (I) ложно.

Предполагаю, что кто-нибудь может подумать, что не является законным использовать “(I)” для обозначения высказывания, которое содержит как свою собственную часть само “(I)”, однако многие формы “само-ссылки” являются достаточно безвредными. (Например: “Запишите сказанное мною предложение в свою записную книжку”.) В любом случае предложение исключать само-ссылки из языка, оказывается слишком дорогим. Действительно, Гёдель показал, что, поскольку наш язык содержит теорию чисел, постольку всегда будут существовать способы построения предложений, ссылающихся на самих себя. Таким образом, мы должны поставить условием, что высказыванию (I) не может быть отказано в статусе собственно высказывания только на том основании, что оно упоминает самое себя. Представляется, однако, что мы имеем парадокс.