По ту сторону времени

Бакстер Стивен М.

Все дело в неопределенности. Я могу определить положение объекта, который держу в руках, например, зарегистрировав детектором отраженный от его поверхности фотон. Но такое измерение невозможно по отношению к микрообъекту, например, к электрону. Если от него отразится фотон, то он передаст электрону такую энергию, которая неизбежно изменит его траекторию. Причем неконтролируемым образом. Предположим, я смог с очень высокой точностью, в доли ангстрема, измерить положение электрона. Но тем самым я уничтожил всякое знание о направлении и скорости его движения даже если они были мне известны перед измерением. В результате уже через доли секунды я не смогу утверждать, находится ли этот чертов лептон за сотни миль отсюда.

Таким

образом, я не могу одновременно знать импульс и координаты частицы. Вместо представления об электроне или любом другом микрообъекте как об объекте с конкретными размерами, который может находиться в строго ограниченной области пространства, мне придется ввести понятие функции вероятности его нахождения в данном месте. Уравнение для описания распространения волн вероятностей микрообъектов при взаимодействии с другими частицами и полями было предложено Шредингером. — Парц устало прикрыл глаза. — Пространство, наполненное волнами вероятностей, представляется мне журчащей голубоватой зыбью. Если бы у меня было хорошее воображение, я мог бы представить такое пространство во всем его богатстве. Но на это я не способен. Как будто гляжу на мир сквозь полуопущенные ресницы — и вижу только более или менее темноватые участки между пиками распределений. И говорю себе — по-видимому, электрон находится здесь. Но на самом деле это не сам электрон, а только гребень волны… Там, где находится максимум волны, вероятность встретить частицу больше, а там где минимум — меньше, точное же ее положение неизвестно никому.

— Но волновая функция коллапсирует при наблюдении, — быстро ответил Квакс.

— Да. Связь между квантами и миром человеческих ощущений всегда опосредована. Я провожу эксперимент и определяю, что электрон фактически присутствует в установке в данный момент. — Парц ткнул пальцем в стол. Вот прямо здесь. Тогда волновая функция действительно коллапсирует вырождается в функцию, равную нулю везде, за исключением небольшой области пространства, в которой вероятность найти частицу строго равна единице. Через некоторое время, однако, волновая функция вновь расплывется, и определить столь точно местоположение электрона станет уже невозможно. Так вот, при измерении местоположения электрона я тем самым изменяю все его характеристики. Невозможно провести наблюдение так, чтобы присутствие наблюдателя не повлияло на объект. Потому можно утверждать, что существование электрона, по крайней мере в данной области пространства, не просто подтверждается, но и создается в процессе измерения. А дальше начинается парадокс. В свое время Шредингер описывал такой мысленный эксперимент. В полностью непроницаемом ящике находятся кошка и автоматический механизм, который в момент распада радиоактивного ядра разбивает бутыль с ядом, мгновенно убивающим кошку. Вероятность распада ядра в ходе эксперимента — пятьдесят процентов. Вопрос: можем ли мы определить, живали кошка, до того как вскроем ящик?

— Но здесь нет никакого парадокса, — быстро ответил ничуть не обескураженный Квакс. — Ответ можно дать только в терминах теории вероятности.

— Отлично. До вскрытия ящика волновая функция системы «ящик — кошка» не коллапсирует. Кошка не жива и не мертва — существует равная вероятность и того и другого. Вигнер развил этот эксперимент. Предположим, что один из друзей экспериментатора вскрыл ящик и достоверно установил, жива еще кошка или уже нет. Теперь ящик, кошка и друг Вигнера вместе составляют единую систему с более сложной волновой функцией, в которой состояние кошки, как и знание о том друга, остается неопределенным до наблюдения состояния животного самим Вигнером.

Этот парадокс в свое время был назван парадоксом «Друга Вигнера». Он приводит к бесконечному регрессу — катастрофе фон Ньюмена. Система «бокс кошка — друг» остается неопределенной вплоть до наблюдения экспериментатором — мною. Но в то же время новая система: «бокс — кошка друг — экспериментатор» — остается неопределенной вплоть до наблюдения состояния кошки посторонним наблюдателем.

Квакс ненадолго задумался.

— Итак, мы выяснили, что основной парадокс существования, парадокс квантовой физики в целом, для человека ассоциируется с Вигнером и его друзьями.

Язофт порылся в бумагах.

— Да. Внешний мир создается актом наблюдения. Шредингер задавал вопрос: «Может ли мир оставаться спектаклем в отсутствие зрителя, не существующим ни для кого — то есть, вообще говоря, на самом деле не существующим?»

— Отлично, Язофт. И как это объяснит нам поведение тех, кто назвал себя «Друзьями Вигнера»?

— К сожалению. Правитель, — пожал плечами Парц, — у меня нет разумных гипотез.

Последовало долгое молчание; Парц сквозь иллюминатор внимательно следил за происходящими на Сплайне изменениями. Во внешнем покрове грузовика появилась щель шириной в сотню метров. Она медленно расширилась, обнажив розовато-красный Туннель.

— Мне нужен ваш совет. Представитель, — раздался голос Правителя. Вы необходимы здесь, внутри.

Волна предчувствий захлестнула Парца. Он сжался в своем кресле, направляя флиттер в гостеприимное отверстие Сплайна.

Покрытые густой красной субстанцией, похожей на кровь. Туннели, по которым продвигался флиттер Парца, протянулись, очевидно, на несколько миль. Вокруг флиттера сновали крошечные роботы — антитела, как сообщил Квакс. Парца охватил приступ клаустрофобии, ему казалось, что кроваво-красные стены сжимаются вокруг него. Человеку не под силу долго находиться внутри этого гигантского кишечника.

Наконец флиттер остановился у сморщенной кожаной перегородки, открывавшей вход в большую, не меньше четверти мили в поперечнике, камеру. «Желудок Сплайна!» — догадался Парц. В пространстве камеры парило множество небольших тел правильной сферической формы. Ярко-красные стенки были покрыты сетью вен. В этой землянично-красной камере Парц немного приободрился.

В центре ее неподвижно висел пузырь диаметром в добрую сотню метров с какой-то коричневатой жидкостью. Сквозь полупрозрачную муть жидкости Парц разглядел внутри пузыря скопление механизмов. Металлическими штангами пузырь жестко крепился к стенке желудка Сплайна. Поверхность пузыря, вся в коричневой накипи, была изнутри усеяна миллионами конвекционных ячеек, словно подогревающих его. Устройство напоминало медленно кипящую кастрюлю с весьма неаппетитным варевом.

— Правитель, где вы? — спросил обескураженный Парц.

— Я здесь, — послышалось из транслятора.

В легкой растерянности Парц осмотрел желудочную камеру.

— Внутри пузыря?

— Не пузыря, а жидкостной сферы, — рассмеялся Квакс. — Нет, конечно. В некотором роде я и есть этот самый пузырь.

— Ничего не понимаю.

— Турбулентность, Парц. Неужели вы не видите конвекционные ячейки? Вот это и есть «я», как вы изволили — выразиться. Теперь понятно?

Ошеломленный Парц уставился на булькающего Правителя.

Родная планета Квакса была большим болотом.

Гигантский водоем, подобно первобытному океану Земли, простирался по всей поверхности планеты. На дне без устали работало множество подводных вулканов. Поверхность болота кипела выбросами множества пузырьков.

В этом бульоне родились Кваксы; один из них теперь пузырился в желудке Сплайна.

— Турбулентность, Парц, — это лучший пример постоянно самоорганизующейся материи, — хвастался Квакс. — У меня на родине, в океане, энергия, производимая температурным полем между вулканами и атмосферой, структурировала океанскую поверхность, создавая турбулентные поля из многих миллиардов конвекционных ячеек. Вообще вся известная живая материя имеет клеточную структуру. У нас нет удовлетворительных объяснений этого факта, но, по-видимому, это справедливо даже для КсиЛи. Хотя сначала и кажется, что клеточные структуры там в принципе не могут существовать.