Структура реальности
Шрифт:
Чтобы понять квантовую концепцию времени, представим, что мы разрезали мультиверс на множество отдельных снимков точно так же, как мы делали это с пространством-временем. С помощью чего мы можем снова склеить их? Как и раньше, законы физики и внутренние физические свойства снимков являются единственным приемлемым клеем. Если бы время в мультиверсе было последовательностью моментов, должна была бы существовать возможность распознавания всех снимков пространства в данный момент, словно мы собираем их в супер-снимок. Неудивительно, оказывается, не существует способа сделать это. В мультиверсе снимки не имеют «временных печатей». Не существует такого понятия, что снимок из другой вселенной оказывается «в тот же самый момент» определенным снимком в нашей вселенной, поскольку это опять неявно выражало бы, что вне мультиверса существуют временные рамки, относительно которых происходят все события в мультиверсе. Таких рамок не существует.
Следовательно, не существует фундаментального разграничения между снимками других времен и снимками других вселенных. В этом и заключается особый смысл квантовой концепции времени:
Другие времена — это всего лишь особые представители
Это понимание впервые появилось из ранних исследований квантовой гравитации в 1960-х годах, в частности, из работы Брайса ДеВитта, но насколько мне известно, в общем случае было сформулировано только в 1983 году Доном Пейджем и Вильямом Вутерсом. Снимки, которые мы называем «другими временами в нашей вселенной» отличаются от «других вселенных» только с нашей перспективы, и только в этом законы физики особенно тесно связывают их с нашим снимком. Следовательно, наш снимок содержит наибольший объем свидетельств именно о существовании этих снимков. По этой причине мы и обнаружили их за тысячи лет до того, как открыли оставшуюся часть мультиверса. которая, по сравнению с ними, очень незначительно взаимодействует с нами через эффекты интерференции. Для того чтобы говорить об этих снимках, мы создали специальные языковые конструкции (прошлые и будущие формы глаголов). Мы также придумали другие конструкции (такие как высказывания «если… то…», условные и сослагательные формы глаголов), чтобы говорить о других типах снимков, даже не зная об их существовании. Традиционно мы относили эти два типа снимков — другие времена и другие вселенные — к абсолютно различным концептуальным категориям. Теперь мы видим, что это различие необязательно.
Теперь продолжим преобразование наших понятий о мультиверсе. Сейчас в нашей груде гораздо больше снимков, но давайте снова начнем с отдельного снимка одной вселенной в один момент. Если мы сейчас поищем в груде другие снимки, очень похожие на исходный, мы обнаружим, что эта груда весьма отличается от разобранного пространства-времени. Во-первых, мы находим много снимков, которые абсолютно идентичны исходному. В действительности, любой снимок, который вообще присутствует, присутствует в бесконечном множестве копий. Таким образом, имеет смысл спросить не сколько снимков обладают таким-то свойством, а только какая часть бесконечного количества снимков обладает этим свойством. Ради краткости, говоря об определенном «количестве» вселенных, я всегда подразумеваю определенную часть от общего количества в мультиверсе.
Если, кроме вариантов меня в других вселенных, существуют и Многочисленные идентичные копии меня, которая из них я? Безусловно, я — это все они. Каждая из них только что задала этот вопрос, «которая из них я?», и любой истинный способ ответа на этот вопрос должен дать каждой из них один и тот же ответ. Принять, что вопрос, какой из идентичных копий являюсь я, имеет физический смысл, значит принять, что вне мультиверса существует некая система отсчета относительно которой можно дать ответ — «Я — третья копия слева…» Но какое может быть «лево», и что значит «третий»? Подобная терминология имеет смысл, только если представить, что снимки меня выстроены в различных положениях в некотором внешнем пространстве. Но мультиверс существует во внешнем пространстве не больше чем он существует во внешнем времени: он содержит все существующее пространство и время. Он просто существует, и физически он является всем, что существует.
Квантовая теория в общем случае не определяет, что произойдет на конкретном снимке, как это делает физика пространства-времени. Вместо этого она определяет, какая часть всех снимков в мультиверсе будет обладать данным свойством. По этой причине, мы, жители мультиверса, иногда можем делать только вероятностные предсказания, даже несмотря на то, что то, что произойдет в мультиверсе, полностью определено. Предположим, например, что мы подбросили монетку. Типичное предсказание квантовой теории могло бы быть, что если на определенном количестве снимков монетка была бы зафиксирована вращающейся определенным образом, а часы давали бы определенные показания, то также существовала бы половина этого количества вселенных; в которых часы давали бы более поздние показания, а монетка упала бы «орлом» вверх, и вторая половина, в которой часы давали бы более поздние показания, а монетка упала бы «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 увеличивается слева направо. Когда мы ведем взгляд вдоль любой вертикальной линии на диаграмме, не все снимки, которые мы проходим, различны. Мы проходим через группы идентичных снимков, как указывает тень. Снимки с самыми ранними показаниями часов расположены на левом краю диаграммы. Мы видим, что на всех этих снимках, которые являются идентичными, монетка вертится. 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 трех типов в соотношении, которое изменяется в зависимости от показаний часов.
Рис. 11.7. Область мультиверса, содержащая вращающуюся монетку. Каждая точка диаграммы представляет один снимок
Если бы вы присутствовали в изображенной 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 в состоянии, в котором она все еще находилась бы в движении, но из которого можно было бы предсказать, какой стороной она упадет. 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, увидела бы «орла», а вторая половина — «решку». Такое понятие, как «какая половина» увидела бы «орла», существует не больше, чем ответ на вопрос «который из них я?». В практических целях вы могли бы рассматривать это как вероятностное предсказание того, что в 50 % случаев монета упадет «орлом», а в оставшихся 50 % случаев — «решкой».
Детерминизм квантовой теории подобно детерминизму классической физики действует как вперед, так и назад во времени. Из состояния совместного набора снимков «орлов» и «решек» при более поздних показаниях часов на рисунке 11.7 полностью определяется состояние «вращения» при более ранних показаниях часов, и наоборот. Тем не менее, с точки зрения любого наблюдателя, информация теряется в процессе подбрасывания монетки. Поскольку, где бы не находился наблюдатель, получающий впечатление состояния «вращения» монетки, конечное совместное состояние «орлов» и «решек» не соответствует любому возможному впечатлению наблюдателя. Следовательно, наблюдатель при более ранних показаниях часов может наблюдать за монеткой и предсказать ее 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 к тому времени распределяется между двумя типами вселенных, что делает невозможным восстановление, исходя из конечного состояния монетки. Например, если мы знаем только то, что монетка упала «орлом», за несколько секунд до этого могло наблюдаться состояние, которое я назвал «вращением», или монетка могла вращаться в противоположном направлении, или все время лежать «орлом». В данном случае не существует возможности восстановления, даже вероятностного восстановления. Более раннее состояние монетки определяется не просто более поздним состоянием снимков «орла», а совместным состоянием снимков «орла» и «решки».
Рис. 11.8. Последовательность снимков с увеличением времени не обязательно является пространством-временем
Любая горизонтальная линия, проведенная по рисунку 11.7, проходит через последовательность снимков с увеличением показаний часов. Может возникнуть соблазн думать о такой линии — как та, которая показана на рисунке 11.8, — как о пространстве-времени, а о всей диаграмме как о пачке пространств-времен, по одному на каждую подобную линию. Из рисунка 11.8 мы можем вывести, что происходит в «пространстве-времени», определенном 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 упадет «орлом». Однако позднее, напротив, оно содержит монетку, которая движется так, что можно предсказать, что она упадет «решкой», и, в конце концов, она действительно падает «решкой». Однако это всего лишь недостаток диаграммы, как я уже указал в главе 9 (см. рисунок 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 ее в состоянии «решки»: это и оправдывает то, что, прежде всего, мы называем это состояние «предсказуемым появлением орла». Следовательно, ни один наблюдатель в мультиверсе не узнал бы события в таком виде, в каком они происходят в «пространстве-времени», определенном линией. Все это подтверждает то, 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 рисунке 11.8, недостаточно взаимосвязаны, чтобы оправдать их объединение в одну вселенную. Вероятно, они появляются в порядке увеличения показаний часов, которые в пространстве-времени были бы «временной печатью», 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 рассмотреть сложную деталь: 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 (например, снимков «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 областях пространства снимки некоторых физических объектов на некоторое время составляются 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 рисунке 11.6, в виде набора пространств-времен, и на таком уровне приближения квантовая концепция времени сводится к классической. 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 вперед или далеко назад во времени, или взгляда далеко в мультиверс.