Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью - Адам Беккер

добавлять некий дополнительный фактор. Но откуда он брался? Из книги Бома, в которой он героически пытался защитить копенгагенскую интерпретацию, Эверетту было ясно, что обычная трактовка квантовой физики на этот вопрос ответить не может. Конкретную альтернативу стандартной точке зрения давали статьи Бома о волнах-пилотах. Правда, заниматься такими исследованиями считалось вредным для академической репутации – а Бом к тому же в эту пору был еще и политически неблагонадежным, – но Эверетта не особенно заботило, что подумают о его репутации. Пренебрежительное отношение Эйнштейна к копенгагенской интерпретации послужило еще одним поводом бросить ей вызов – так же как и тот факт, что несколько других экспертов по вопросам оснований квантовой физики, работавших в это время в Принстоне, таких как Вигнер и фон Нейман, не всегда сходились во взглядах с Бором.

Тем временем один из профессоров Эверетта, Джон Уилер, был поглощен собственной вредной для репутации задачей: общей теорией относительности. Несмотря на то что эта теория получила всеобщее признание, в то время она не считалась подходящей областью для исследований[305]. Уилера интересовала та же проблема, которую пытался решить и Эйнштейн: объединить общую теорию относительности с квантовой физикой в рамках единой теории квантовой гравитации. Конечной целью этой новой теории должно было стать полное описание Вселенной, в том числе и ее возникновения. Эта еще более опасная для репутации нарождающаяся область исследований получила название квантовой космологии. Уилер привлек к работе друга Эверетта, Чарли Мизнера. «Всех, кто в это время разговаривал с Уилером, тот пытался натолкнуть на размышления о квантовой гравитации»[306], – вспоминал Мизнер. И если говорить об интересе Эверетта к фундаментальным проблемам квантовой теории – и, конечно, о его очевидном таланте, – то покажется вполне естественным, что именно Уилер стал научным руководителем Эверетта.

Рис. 6.1. Бор в Принстоне в 1954 году. Слева направо: Мизнер, Троттер, Бор, Эверетт и Дэвид Харрисон

Но влияние Уилера и страсть Эверетта к парадоксам были не единственными причинами, по которым он заинтересовался проблемой измерения. Состязательная натура Эверетта тоже сыграла свою роль – и на этот раз его соперником оказался ассистент самого Нильса Бора. Осенью 1954 года – шел второй год учебы Эверетта в Принстоне – Бор на четыре месяца приехал в Принститут. С собой он привез ассистента, Оге Петерсена, датского физика, который был всего на несколько лет старше Эверетта. Петерсен и Эверетт подружились, и благодаря этому Эверетт получил возможность иногда общаться с Бором. Той осенью Арнольд часто видел, как Эверетт, Петерсен и Бор прогуливались по Принстонскому кампусу, оживленно беседуя[307]. Когда Бор читал лекции в кампусе, Эверетт и Мизнер неизменно на них присутствовали. Они слышали, что старый мэтр, один из столпов квантовой механики, отвергает идею «квантовой теории измерений» как изначально ошибочную[308].

Примерно в то же самое время Эверетт сдал свои аттестационные экзамены и начал серьезно раздумывать о докторской диссертации. Ему хотелось, чтобы она была короткой и яркой, но нужна была подходящая тема. И тема пришла к нему – за стаканом вина. «Как-то вечером в кабачке “Факультет” после пары стаканов шерри, – вспоминал через много лет Эверетт в разговоре с Мизнером, – ты и Оге начали нести какую-то смешную чушь о потенциальных следствиях квантовой механики, а я слегка развлекался, подшучивая над вами и рассказывая вам о диких потенциальных следствиях того, что вы говорили. Потом – ага, потом мы выпили еще немного шерри и еще больше увязли в этой болтовне – ты что, не помнишь, Чарли? Ты же был там!»[309] Но Мизнер ничего не помнил. Эверетт объяснил это тем, что тот «перебрал шерри», и продолжал.

Эверетт: Ладно, в общем, все началось с этих разговоров. Я припоминаю, что вроде бы я потом пошел к Уилеру и сказал: «Э, а вот как насчет этого – этим как раз стоит заняться». <…> Этой очевидной неувязкой в [квантовой] теории, или что там я тогда думал об этом. <…>

Мизнер: Странно, что он этим так заинтересовался – в конце концов, это же шло совершенно вразрез с обычными установками его великого учителя, Бора.

Эверетт: Ну, он и сейчас, пожалуй, несколько склонен к этой точке зрения[310].

Если верить Мизнеру, Уилер в то время «проповедовал идею о том, что, решая задачу, надо просто взглянуть на уравнения и выполнить требования основных законов физики, а дальше вы просто следуете вытекающим из них выводам и серьезно к ним прислушиваетесь»[311]. В своей докторской диссертации Эверетт последовал совету Уилера: он взглянул на вопиющие противоречия в основаниях квантовой физики и серьезно к ним прислушался. И то, что он обнаружил, было гораздо более удивительно, чем все его любимые научно-фантастические рассказы.

* * *

С проблемой измерения мы встретились в главе 1. Суть ее состоит в следующем: квантовые волновые функции тихо-мирно распространяются в пространстве, всегда подчиняясь при этом одному простому и детерминированному закону, уравнению Шрёдингера, – кроме тех случаев, когда они ему не подчиняются. Когда происходит измерение, волновые функции коллапсируют. Как и почему происходит коллапс волновой функции, что именно представляет собой «измерение» – это и есть проблема измерения, центральная головоломка квантовой физики.

Эверетт думал, что, как это представлено в книге фон Неймана, измерение есть «“магический” процесс, в ходе которого происходит нечто довольно радикальное (коллапс волновой функции), тогда как все остальное время предполагается, что системы подчиняются совершенно естественным непрерывным законам»[312]. Но измерение не должно фундаментальным образом отличаться от других физических процессов. И что еще хуже, считал Эверетт, подход фон Неймана не дает возможности понять, в чем же заключается измерение. Если измерение происходит, только когда кто-то смотрит на систему, то кто именно? Эверетт доказывал, что такая логическая цепочка неизбежно ведет к солипсизму – представлению, что во Вселенной существую только я, а все остальные представляют собой нечто иллюзорное или вторичное, находящееся в состоянии неопределимой реальности до тех пор, пока Я, Верховный Повелитель коллапса волновой функции, не соблаговолю их наблюдать. Эверетт в своей диссертации признавал, что эта точка зрения внутренне непротиворечива, но что «должно становиться как-то не по себе, когда, например, пишешь книги по квантовой механике и описываешь в них коллапс волновой функции для сведения других людей, которых, может быть, вовсе и не существует»[313].

Возможный выход из этого тупика подсказывала идея Бора о том, что квантовый мир малого подчиняется совсем не таким законам, какие управляют миром большого, – но этот выход оплачивался потерей единой и свободной от противоречий картины мира, а такую цену Эверетт вполне обоснованно платить не хотел. «Копенгагенская интерпретация безнадежно неполна по причине своей априорной зависимости от классической физики (при которой принципиально исключается какая-либо возможность вывести