Путешествие во времени - Мартин Гарднер

Я уже упоминал об интерпретации квантовой механики получившей название "множественности миров". Лучше всего она изложена в сборнике работ, выпущенных в 1973 г. под редакцией Брюса Де Витта и Нейла Грэхэма. В предположении, что наш мир постоянно претерпевает ветвление на миллиарды параллельных миров, эта интерпретация позволяет избежать индетерминизма копенгагенской интерпретации квантовой механики, а также многих связанных с ней парадоксов.

Многие физики, склоняющиеся к множественности миров, утверждали, что бесчисленные двойники и параллельные миры, образующиеся при ветвлении, не "реальны", а являются лишь артефактами искусственными порождениями теории. При такой интерпретации множественности миров эта теория вырождается в более экзотический вариант квантовой механики, утверждающий по существу то же, что и копенгагенская интерпретация. Сам Эверетт сопроводил публикацию своей работы следующим знаменитым примечанием:

"После того как я разослал оттиски статьи, многие корреспонденты подняли вопрос о "переходе от возможного к реальному", ссылаясь на то, что в "реальности", как свидетельствует наш опыт, не существует такого ветвления состояний наблюдателя и что "реально" всегда существует только одна ветвь. Поскольку это соображение может прийти в голову читателям, я предлагаю следующее объяснение.

Весь вопрос о переходе от "возможного" к "реальному" решается в моей теории очень просто: такого перехода не существует, и такой переход не является необходимым для того, чтобы теория согласовывалась с опытом. С точки зрения моей теории все элементы суперпозиции (все "ветви") "реальны", причем ни один элемент не более "реален", чем другой. Нет необходимости предполагать, что все элементы, кроме одного, каким-то образом уничтожаются, гак как каждый элемент суперпозиции в отдельности удовлетворяет волновому уравнению совершенно независимо от того, наличествуют или отсутствуют ("реальны" или "нереальны") остальные элементы. Из того, что одна ветвь никак не действует на другую, следует, что наблюдатель не может ничего знать о процессе "ветвления".

Аргументы типа того, что картина мира в такой теории противоречит имеющемуся опыту, поскольку мы не наблюдаем никакого ветвления, похожи на критику теории Коперника на том основании, что подвижность Земли как реальный физический факт несовместима с интерпретацией природы с позиций здравого смысла, поскольку мы не ощущаем движения Земли. И в том, и в другом случае несостоятельность такого рода аргументов становится очевидной, когда удается показать, что сама теория предсказывает наш опыт таким, какой он есть. (В случае теории Коперника понадобилось создание физики Ньютона прежде, чем удалось показать, что обитатели Земли не ощущают и не могут ощущать ее движение.)"

Эстетическая привлекательность интерпретации квантовой механики на основе теории множественности миров общепризнанна, однако в нее никто не верит. Правда, несколько ведущих физиков приняли (и продолжают разделять) точку зрения, согласно которой существование чудовищного количества логически возможных миров вполне допустимо. Вот как аргументирует подобную точку зрения Де Витт в статье "Квантовая механика и реальность" (1970 г.), перепечатанной впоследствии в сборнике под редакцией Де Витта и Грэхэма [1.12]:

"Признать столь необычный взгляд на вещи нам, разумеется, мешает то обстоятельство, что принятие такой точки зрения вынуждает нас верить в реальность всех одновременных миров, ... в каждом из которых измерения дали различные результаты. Тем не менее это именно то, в чем хотел бы нас убедить [создатель этой теории]... Такой мир постоянно делится на чудовищно большое число ветвей, возникающих вследствие аналогичных измерениям взаимодействий между мириадами его компонент. Кроме того, каждый квантовый переход, происходящий в каждой звезде, в каждой галактике, в каждом далеком уголке нашей Вселенной приводит к ветвлению нашего локального мира на Земле на мириады копий.

Я хорошо помню тот шок, который я испытал при первом знакомстве с концепцией множественных миров. Мысль о том, что 10100... ваших слегка несовершенных двойников постоянно ветвятся, порождая новых двойников, которые в конце концов становятся совершенно неузнаваемыми, не так-то легко примирить со здравым смыслом".

Джон Уилер сначала поддерживал интерпретацию квантовой механики на основе теории множественности миров, но затем отказался от нее. Следующий отрывок заимствован из работы Уилера "На переднем крае времени" (Центр Теоретической физики, 1978):

"Нельзя не признать, что диссертация Эверетта свидетельствует о недюжинной фантазии автора и весьма поучительна. И мы некогда разделяли его точку зрения. Однако если мы бросим ретроспективный взгляд, то станет ясно, что предложенный Эвереттом ход неверен. Во-первых, такая формулировка квантовой механики порочит квант. Она с самого начала отрицает, что квантовый характер природы может служить путеводной нитью для построения плана всей физики. Эта формулировка говорит вам: "Возьмите для объяснения мира любой гамильтониан - этот, тот или какой-нибудь другой. Я слишком возвышенна, и мне нет дела до того, какой именно гамильтониан вам нужен и есть ли вообще какой-нибудь гамильтониан. Вы даете мне какой угодно мир, и я возвращаю вам множество миров. Не стоит ждать от меня помощи в объяснении этого мира".

Во-вторых, бесконечно много наблюдаемых миров ложатся на плечи физиков тяжким грузом метафизического багажа. Эти миры, по-видимому, нарушают выдвинутое Д. И. Менделеевым требование к любой истинно научной теории, что "она должна быть открыта для разрушения".

Вигнер, Вейцзеккер и Уилер выдвинули более подробные возражения (совершенно различные по духу) против интерпретации квантовой механики на основе понятия относительного состояния, или множественности, миров. Трудно назвать кого-нибудь, кто усматривал бы в этой теории подтверждение детерминизма".

В работе "Вращающиеся цилиндры и возможность глобального нарушения причинности" [1.13] физик Фрэнк Типлер указал на теоретическую возможность построения машины, которая позволила бы путешествовать вперед и назад во времени. Типлер один из немногих оставшихся горячих сторонников теории множественных миров и соавтор спорной книги "Антропный космологический принцип" (The Antropic Cosmological Principle. Oxford University Press. 1986). Используя вращающийся космос Гёделя и недавние работы по пространственно-временным патологиям в окрестности черных дыр, Типлер представил мысленно массивный бесконечно длинный цилиндр, который вращается так быстро, что его поверхность движется с окружной скоростью, превышающей половину скорости света. Как показывают вычисления Типлера, пространство-время вблизи цилиндра должно быть настолько деформировано, что астронавты могли бы летать вокруг цилиндра по замкнутой орбите в сторону, совпадающую или противоположную направлению его вращения, двигаясь в прошлое или в будущее.

Типлер строил также различные умозрительные соображения относительно построения машины времени с цилиндром конечной длины и массы, но впоследствии пришел к выводу, что такую машину можно построить, используя любую известную форму материи и любые силы. Эти сомнения не помешали Полу Андерсону использовать цилиндр Типлера для путешествия во времени в романе "Автар", а Роберту Форварду написать руководство "Как построить машину времени" (Omnia, May 1980). Статью Форварда редакция Omnia сопроводила следующим комментарием: "Теория нам уже известна. Необходимо лишь найти удачное инженерное решение".

Свой рассказ о машинах времени я закончу двумя жемчужинами мудрости из юмористического боевика Ирвинга Кори "Профессор": "Прошлое лежит позади нас, будущее - впереди".