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

Вселенная расщепилась после того, как эксперимент завершился. Но в каком именно из них мы находимся, мы не можем сказать, пока не посмотрим на исход нашего эксперимента – просто оглянувшись вокруг, мы этого не узнаем, потому что во всех других отношениях все эти вселенные выглядят полностью идентичными. Лучшее, что мы можем сделать, это воспользоваться математическим аппаратом квантовой физики, чтобы сказать, насколько вероятно, что мы сейчас находимся в определенной ветви волновой функции – что означает, что мы приписываем некоторую вероятность тому, что увидим определенный исход нашего эксперимента, когда мы на него все же посмотрим. Таким образом, в многомировой интерпретации вероятность все равно остается существенной частью квантовой физики; просто дело в том, что эта вероятность, строго говоря, относится уже не к исходам экспериментов, а скорее к тому, где вы в данный момент находитесь во Вселенной.

Впрочем, неясно, насколько это объяснение соответствует действительности – возможно, оно грешит дуализмом, то есть представлением о том, что ваше сознание представляет собой самостоятельную нефизическую сущность, отделенную от вашего тела. Неясно и то, соответствует ли оно конкретным вероятностным предсказаниям квантовой физики. И все же это перспективная идея, одна из нескольких попыток сторонников многомировой интерпретации решить проблему вычисления вероятности в бесконечной мультивселенной – одну из самых острых проблем в современной инфляционной космологии. Существуют многочисленные подходы к ее решению, ни один из которых не завоевал широкого признания. (Некоторые из этих подходов основаны на еще одной математической страсти Эверетта, теории игр). Как это часто происходит с нерешенными научными проблемами, легких ответов найти не удается. И все же общее мнение склоняется к тому, что, хотя однозначного решения этой проблемы не найдено, оно найдется – либо окажется в конце концов верным одно из уже известных решений, либо будет найдено новое. Будем надеяться, что ждать придется недолго.

* * *

Вопрос о трактовке вероятности бросает вызов многомировой интерпретации и другим теориям мультивселенной. Но все же самым частым возражением против самой идеи мультивселенной (будь она квантовой, космологической или струнной) является просто сама эта невероятная россыпь бесконечных миров. «Трудно вообразить более радикальное нарушение принципа “бритвы Оккама”, закона экономии мышления, который требует от ученых сводить число сущностей к минимуму», – жаловался Мартин Гарднер, писатель и составитель забавных математических задач[675]. Но экономия – понятие относительное. Защитники точки зрения Эверетта указывают, что их интерпретация квантовой физики требует введения гораздо меньшего количества предположений, чем любая другая. Аргументы насчет простоты тоже обманчивы. Существует много очень сложных научных теорий, которые бесспорно правильны. «Вот вам “мультивселенная”, существование которой признают все, – говорит Дэвид Уоллес, философ и сторонник многомировой интерпретации. – Подумайте о планетах у звезд далеких галактик. Все знают, что вокруг этих звезд обращается множество планет, поверхность каждой из которых усеяна бесчисленными камнями <…> Это, конечно, не бесконечная мультивселенная, но десять тысяч миллиардов миллиардов солнечных систем – это, как ни крути, слишком много, чтобы их можно было вообразить. Но мы не удивляемся этому, хоть и неспособны все это многообразие наблюдать <…> Просто оно является неизбежным следствием теории, которую мы считаем непоколебимой»[676].

У физиков, нападающих на многомировую интерпретацию (или инфляцию, или струнную теорию), обычно есть и более серьезное возражение против идеи мультивселенной: для них эта концепция является чистым примером «нефальсифицируемости». Этот громоздкий термин, призрак философии прошлого, пришел из трудов Карла Поппера – знаменитого философа науки середины XX века, который провел большую часть своей профессиональной жизни в Лондонской школе экономики. Когда-то Поппер был адептом логического позитивизма в своей родной Вене, но потом взбунтовался против него и занял собственную позицию. Вместо того чтобы со всем Венским кружком отстаивать верификационную теорию значения, Поппер принялся продвигать научное мировоззрение, основанное на идее фальсифицирования. Согласно Попперу, потенциально научными являются только теории, которые можно опровергнуть; теории же, неверность которых доказать невозможно, научными не являются.

Взгляды Поппера стали чрезвычайно популярными среди действующих ученых. К концу XX столетия многие физики считали, что тест на фальсифицируемость обязана пройти любая потенциальная теория. Но если сквозь эту призму рассматривать любую теорию мультивселенной, она покажется подозрительной. Если другие вселенные недоступны и не могут прямо влиять на нашу собственную Вселенную, то какие же экспериментальные данные могли бы в принципе опровергнуть теорию, что мы живем в мультивселенной? А если не существует данных, которые могли бы показать, что наша теория неверна, то как мы можем принимать ее в качестве научной теории? «Философ науки Карл Поппер утверждает: чтобы называться научной, теория должна быть фальсифицируемой, допускать возможность опровержения, – писали в 2014 году выдающиеся космологи Джордж Эллис и Джо Силк в редакционной статье в журнале Nature. – Эти недоказуемые гипотезы [множественные миры, теория струн и инфляционная мультивселенная] сильно отличаются от тех, которые непосредственно относятся к реальному миру и допускают проверку наблюдениями, таких как стандартная модель в физике элементарных частиц или концепции темной материи и темной энергии. Мы видим, что теоретическая физика рискует сделаться ничейной территорией между математикой, физикой и философией, так как она не будет удовлетворять требованиям ни одной из этих наук». Отход от критерия Поппера, предупреждали они, был «отчаянным шагом» с потенциально катастрофическими последствиями. «Эта битва за обладание душой и сердцем физики начинается в то время, когда научные результаты в любой области, от изменений климата до теории эволюции, ставятся под сомнение политиками и религиозными фундаменталистами. Потенциальный ущерб, который может быть нанесен доверию общества к науке и самой природе фундаментальной физики, должен быть смягчен в результате более глубокого диалога между учеными и философами»[677].

Но если бы Эллис и Силк озаботились вступлением в такой диалог до того, как написали свою редакционную статью, они убедились бы, что работа Поппера уже несколько десятилетий не принимается философами всерьез, и не случайно. Идея, что фальсифицируемость очерчивает границы истинной науки, уязвима для тех же аргументов, которыми доказана несостоятельность верификационной теории смысла, как мы узнали из главы 8. Точно так же, как не могут быть верифицированы индивидуальная вера и индивидуальные убеждения, на что указывает Куайн в своих «Двух догматах эмпиризма», не могут быть фальсифицируемы и индивидуальные теории – почти по тем же причинам. Допустим, Карл Поппер, который не может включить свой телевизор кнопкой пульта дистанционного управления, выдвигает теорию, что в пульте сели батарейки. Он идет в магазин, покупает новые батарейки и вставляет их в пульт. Но телевизор все равно не включается. «Ага! – восклицает Поппер. – Моя теория опровергнута!» Но это вовсе не обязательно так! Да, дистанционный пульт по-прежнему не работает, но это вовсе не означает, что старые батарейки были в порядке. Возможно, просто и новые батарейки тоже не действуют. Возможно, пока