Наука Плоского мира. Книга 3. Часы Дарвина - Джек Коэн

Автобусы и копченая селедка – это естественные компоненты мира людей. Но квантовых волновых функций автобусов и копченых селедок нет среди естественных компонентов квантовой волновой функции мира. Они совершенно иные и по-другому делят действительность. Они меняют направление спинов электронов, обращают полюса, сдвигают квантовые фазы.

Но не превращают кукурузные хлопья в копченую селедку.

Это как взять историю, случайным образом поменять буквы, переставить местами слова и даже, быть может, заменить инструкции, которые принтер использует для печати символов, – чтобы они не соответствовали ни одному из известных человечеству алфавитов. И вместо того чтобы превратить национальный гимн Анк-Морпорка в «Ежика», вы получите лишь бессмысленный набор звуков. Что, впрочем, одно и то же.

Макс Тегмарк писал в выпуске «В мире науки» за май 2003 года, что современные физики различают четыре уровня параллельных вселенных. На первом некий отдаленный участок вселенной копирует то, что происходит в нашем ее участке, почти без изменений. Второй уровень включает более-менее изолированные «пузыри», маленькие вселенные, в которых характеристики физических законов, такие, как скорость света, различаются, но основные законы остаются прежними. Третий уровень – квантовый параллелизм многомировой интерпретации Эверетта. Четвертый включает вселенные с принципиально разными физическими законами – не просто вариациями на тему нашей вселенной, а совершенно отличные от нее системы, которые описываются всеми возможными математическими структурами.

Тегмарк героически пытается убедить нас в существовании всех этих уровней – будто они дают возможность делать предсказания, которые поддаются проверке, могут быть опровергнуты научным способом и так далее. Для поддержки своих взглядов ему даже удается заново истолковать бритву Оккама, философский принцип, из которого следует, что объяснения должны быть простыми, насколько это возможно.

Все это, каким бы умозрительным ни казалось, относится к передовым областям космологии и физики. Именно такой подход к построению теорий нужно рассматривать в рамках «Науки Плоского мира» – творческий, умопомрачительный, новейший. Мы были вынуждены заключить, что эти аргументы имеют существенные недостатки. А жаль – ведь концепция параллельных миров настолько насыщена рассказием, что заставляет любого автора-фантаста пускать слюнки не менее обильно, чем собака Павлова.

Мы же обобщим основные идеи Тегмарка, опишем некоторые доказательства, которые он приводит в их пользу, предложим кое-какие критические точки зрения и предоставим вам возможность определяться со своим мнением самостоятельно.

Параллельные миры 1-го уровня возникают, когда (потому что) пространство бесконечно. Мы не так давно говорили вам, что оно конечно – так как с Большого взрыва прошел конечный промежуток времени, и пространство не успело распространиться до бесконечности[53]. Однако данные космического микроволнового фона свидетельствуют против конечности вселенной. Даже если учесть, что в очень большой конечной вселенной можно было получить такие же данные.

«Существует ли ваша копия, которая читает эту статью?» – спрашивает Тегмарк. Предположив, что вселенная бесконечна, он говорит нам: «Даже самые маловероятные события должны где-нибудь происходить». Существование вашей копии более вероятно, чем многие другие события, поэтому оно должно произойти. Но где? Простой расчет показывает, что «ваш близнец живет в галактике, расположенной примерно в 10 в 1028-й степени метрах отсюда». Не в 1028 метрах (что уже в 25 раз больше размера наблюдаемой сегодня вселенной), а в 1 с 1028 нулями. Но и это еще не все: точная копия (наблюдаемой части) нашей вселенной должна существовать на расстоянии примерно в 10 в степени 10 118 метров. А еще дальше…

Нам необходимо найти лучший способ управляться с большими числами. Обозначения типа 10 118 представляются слишком формальными. А расписывать все нули не только бессмысленно, но зачастую и невозможно. Вселенная велика, а мультивселенная много больше. То, насколько эти числа велики, выразить не так-то просто, а еще сложнее – придумать, как сделать их удобными для печати.

К счастью, мы уже решили эту задачу благодаря нашему предыдущему обозначению: если n – любое число, то n-плекс – это 10n, то есть 1 с n нулями.

При n = 118 у нас получается 118-плекс, приблизительно равный количеству протонов во вселенной. При n = 118-плекс имеем 118-плекс-плекс – число, о котором нас просит задуматься Тегмарк, 10 в степени 10 в степени 118. Эти числа являются следствием того, что «объем Хаббла» нашего пространства – то есть наблюдаемой вселенной, – имеет огромное, но конечное число возможных квантовых состояний.

Зернистость квантового мира ограничена пределом, соответствующим минимальному делению пространства и времени. Так, достаточно большая область пространства содержит такое большое количество объемов Хаббла, что в ней помещается каждое из этих квантовых состояний. А именно, в объеме Хаббла содержится 118-плекс протонов, каждый из которых имеет два возможных квантовых состояния. Значит, возможно 2 в степени 118-плекс конфигураций квантовых состояний протонов. Одно из полезных правил в этой мегаарифметике состоит в том, что «наименьшее» число в этой куче плексов – в данном случае это 2 – может измениться на что-нибудь более подходящее, например, 10, без существенного влияния на верхний предел. Значит, участок длиной в 118-плекс-плекс метров может содержать приблизительно по одной копии каждого из объемов Хаббла.

2-й уровень основан на предположении, что пространство-время – это нечто вроде пены, в которой каждый пузырь составляет отдельную вселенную. Вера в это главным образом основана на инфляционной модели Вселенной, теории, объясняющей, почему наша вселенная с точки зрения теории относительности является плоской. В период инфляции пространство стремительно растягивается, и может дойти до того, что два края растянутой области станут независимы друг от друга из-за того, что свет не успеет перейти между ними достаточно быстро, при этом их соединив. Итак, пространство-время – это пена, и в каждом ее пузыре, похоже, действуют свои законы физики – с теми же математическими формулами, но с другими постоянными.

Параллельные миры 3-го уровня возникают в многомировой интерпретации квантовой механики, которую мы оспаривали ранее.

Но все, что описано выше, отходит на второй план перед 4-м уровнем. В его параллельных вселенных могут действовать совершенно иные законы физики. Также, по Тегмарку, в них существуют все мыслимые математические структуры:

Как насчет вселенной, которая подчиняется законам классической физики, но не имеющим квантовых эффектов? Как насчет времени, которое не течет непрерывно, а движется дискретными шагами? Как насчет вселенной, представляющей собой пустой додекаэдр? В IV уровне мультивселенной все эти альтернативные действительности существуют на самом деле.