Структура реальности. Наука параллельных вселенных - Дэвид Дойч

Квантовая теория в общем случае не определяет, что произойдёт на конкретном снимке, как это делает физика пространства-времени. Вместо этого она определяет, какая доля всех снимков в мультиверсе будет обладать заданным свойством. По этой причине мы, жители мультиверса, иногда можем делать только вероятностные предсказания относительно нашего собственного существования, несмотря даже на то, что то, что произойдёт в мультиверсе, полностью определено. Предположим, например, что мы подбросили монетку. Типичное предсказание квантовой теории будет примерно таким: если на определённом количестве снимков монетка зафиксирована вращающейся определённым образом, а часы дают определённые показания, то также существует половина этого количества вселенных, в которых часы имеют большие показания, а монетка лежит орлом вверх, и вторая половина, в которой часы также имеют большие показания, а монетка лежит решкой вверх.

Рисунок 11.7 показывает небольшую область мультиверса, в которой происходят эти события. Даже в этой небольшой области необходимо показать много снимков, поэтому мы можем выделить на каждый снимок только одну точку диаграммы. Все снимки, на которые мы смотрим, содержат часы некоторого стандартного типа, а диаграмма организована так, что все снимки с конкретными показаниями часов появляются в виде вертикального столбца, а показания часов увеличиваются слева направо. Когда мы ведём взгляд вдоль любой вертикальной линии на диаграмме, не все снимки, которые мы проходим, различны. Мы проходим через группы идентичных снимков, показанных заливкой. Снимки с самыми ранними показаниями часов расположены на левом краю диаграммы. Мы видим, что на всех этих снимках, которые являются идентичными, монетка вращается. На правом краю диаграммы мы видим, что на половине снимков с самыми поздними показаниями часов монетка упала орлом вверх, а на другой половине — решкой вверх. Во вселенных с промежуточными показаниями часов присутствуют вселенные трёх типов в соотношении, которое изменяется в зависимости от показаний часов.

Если бы вы присутствовали в изображённой области мультиверса, все ваши копии сначала видели бы, что монетка вращается. Затем половина ваших копий увидела бы, что монетка упала орлом, а другая половина увидела бы, что она упала решкой. На некотором промежуточном этапе вы увидели бы монетку ещё в движении, из которого уже можно было бы предсказать, какой стороной она упадёт. Это разделение идентичных копий наблюдателя на немного отличные версии ответственно за субъективно вероятностный характер квантовых предсказаний. Дело в том, что, если бы вы спросили в самом начале, какой результат подбрасывания монетки вам предстоит увидеть, ответ был бы, что это строго непредсказуемо, поскольку половина ваших копий, задающих этот вопрос, увидит орла, а вторая половина — решку. При этом невозможно спросить, «какая половина» увидит орла, — смысла в этом не больше, чем в ответе на вопрос «который из них я?». В практических целях вы можете считать это вероятностным предсказанием того, что в 50 % случаев монета упадёт орлом, а в оставшихся 50 % случаев — решкой.

Детерминизм квантовой теории, подобно детерминизму классической физики, действует как вперёд, так и назад во времени. Из состояния объединённого набора снимков орлов и решек при более поздних показаниях часов на рис. 11.7 полностью определяется состояние «вращения» при более ранних показаниях часов, и наоборот. Тем не менее, с точки зрения любого наблюдателя, в процессе подбрасывания монетки теряется информация. Тогда как начальное состояния «вращения» монетки мог видеть наблюдатель, конечное объединённое состояние орлов и решек не соответствует любому возможному опыту наблюдателя. Следовательно, наблюдатель в более раннее время может наблюдать за монеткой и предсказать её будущее состояние, а также последующие субъективные вероятности. Но ни одна из более поздних копий наблюдателя не может наблюдать информацию, необходимую для восстановления состояния «вращения», поскольку эта информация уже распределена между двумя типами вселенных, что делает невозможным восстановление, исходя из конечного состояния монетки. Например, если мы знаем только то, что монетка лежит орлом кверху, за несколько секунд до этого могло наблюдаться состояние, которое я назвал «вращением», или монетка могла вращаться в противоположном направлении, или всё время лежать орлом. В данном случае не существует возможности восстановления предыдущего состояния, даже вероятностного восстановления. Более раннее состояние монетки просто не определяется более поздним состоянием снимков орла, но только совместным состоянием снимков орла и решки.

Любая горизонтальная линия, проведённая по рис. 11.7, проходит через последовательность снимков с увеличивающимися показаниями часов. Может возникнуть соблазн думать о такой линии — как та, что показана на рис. 11.8, — как о пространстве-времени, а о всей диаграмме — как о пачке пространств-времён, по одному на каждую подобную линию. Из рис. 11.8 мы можем вывести, что происходит в «пространстве-времени», определённом горизонтальной линией. В течение какого-то периода времени оно содержит вращающуюся монетку. Затем, в течение следующего периода, оно содержит монетку, которая движется так, что можно предсказать, что она упадёт орлом. Однако позднее, вопреки сказанному, оно содержит монетку, которая движется так, что можно предсказать, что она упадёт решкой, и в конце концов она действительно падает решкой. Однако это всего лишь недостаток диаграммы, как я уже указал в главе 9 (см. рис. 9.4). В этом случае законы квантовой механики предсказывают, что ни один наблюдатель, который помнит, что видел монетку в состоянии «предсказуемого появления орла», не может увидеть её в состоянии решки: собственно, это и оправдывает то, что мы называем это состояние «предсказуемым появлением орла». Следовательно, ни один наблюдатель в мультиверсе не опознал бы события в таком виде, в каком они происходят в «пространстве-времени», определённом линией. Всё это подтверждает, что мы не можем склеить снимки произвольно, мы можем склеить их только так, чтобы отразить отношения между ними, определяемые законами физики. Снимки, расположенные вдоль линии на рис. 11.8, недостаточно взаимосвязаны, чтобы оправдать их объединение в одну вселенную. Да, они появляются в порядке увеличения показаний часов, которые в пространстве-времени были бы «временной меткой», достаточной для повторной сборки пространства-времени. Но в мультиверсе слишком много снимков, чтобы только показания часов могли разместить один снимок относительно других. Чтобы сделать это, нам необходимо вникнуть в сложные подробности того, какие снимки определяют какие.

В физике пространства-времени любой снимок определяется любым другим. Как я уже сказал, в мультиверсе, в общем случае, это не так. Обычно состояние одной группы идентичных снимков (например, тех, в которых монетка «вращается») определяет состояние равного количества различных снимков (таких как снимки орла и решки). Из-за свойства обратимости времени, присущего законам квантовой физики, общее, многозначное состояние последней группы также определяет состояние первой. Однако в некоторых областях мультиверса и в некоторых местах в пространстве снимки некоторых физических объектов на некоторое время складываются в цепочки, каждое звено которых определяет все остальные в хорошем приближении. Стандартным примером могла бы стать последовательность снимков Солнечной системы. В таких областях законы классической физики являются хорошим приближением квантовых законов. В таких областях и местах мультиверс действительно выглядит как на рис. 11.6, в виде набора пространств-времён, и на таком уровне приближения квантовая концепция времени сводится к классической. В них можно выявить приблизительную разницу между «различными временами» и «различными вселенными», а время — это приблизительно последовательность моментов. Но это приближение никогда не выдерживает более детального исследования снимков, взгляда далеко вперёд или далеко назад во времени, или взгляда далеко в мультиверс.