Играй, благословенная!
Вселенная — пустая оболочка,
где разум твой резвится беспредельно.
Древнеиндийская поговорка
Есть что-то очень неправильное в том мире, который мы называем реальностью. В самом деле, если верить результатам последних исследований в области природы материи, мир, окружающий нас, мир, который мы ощущаем посредством своих чувств, состоит из… ничего.
Почти через сто лет после создания Эйнштейном теории относительности физики сделали серьезный прорыв в своих нескончаемых поисках «кирпичиков» материи. Все, что вы видите, если разложить это на составляющие, построено из частиц, которые то появляются, то исчезают при наблюдении. Иными словами, когда эти частицы не наблюдаются кем-то, они не существуют, а акт наблюдения приводит их в вынужденное неустойчивое трехмерное состояние. И если наблюдатель отвернется, они уходят в иллюзорную тень. Это ведь страшно — что триллионы и триллионы этих неустойчивых частиц составляют физический объект, объект, который зависит от своего хрупкого состояния, воспринимаемого наблюдателем. И в этом конкретном мире наблюдателем являетесь вы. Более того, вы и ваш мозг также состоите из электронов, кварков и других элементарных частиц. Подобно Мюнхгаузену, вытащившему самого себя за волосы из болота, вы сами — причина своего существования и существования этого мира.
Так кто же вы, существо, читающее эту книгу? Где вы начинаетесь и заканчиваетесь в этой головоломке? Разве вы — это ваше физическое тело? Логично будет ответить отрицательно. Ведь человек может лишиться некоторых частей своего тела, но при этом продолжать жить — и пока он остается живым, он будет существовать в таком теле, какое осталось. Также, например, будет неправильным сказать, что на фотографии изображены «вы». Вы — это не лицо и туловище. Так что же такое вы? Расположение основных органов чувств, таких как глаза и уши, дает иллюзию, что вы находитесь в своей голове. То есть можно предположить, что вы — это ваш мозг. Но представьте, что ваши глаза, уши и язык были бы расположены на коленях, — разве у вас не возникло бы ощущение, что вы находитесь где-то позади коленной чашечки?
В современной неврологии заложена мысль, что жизнь находится в головном мозге. С помощью сложных приборов можно увидеть, как определенные чувства заставляют нейроны (клетки мозга) светиться в соответствующих областях мозга. Может ли это быть свидетельством того, что вы находитесь внутри своей головы? Логически — да, но разве не могут сами мысли и чувства активизироваться за счет какой-то иной деятельности в другой точке времени и пространства? Для сравнения: телестудии, которую мы видим на экране телевизора, внутри него нет — телевизор только принимает радиоволны и формирует изображение на своем экране. Так и свечение нейронов мозга не вызывает чувства и мысли, а наоборот, именно сознание заставляет нейроны светиться.
Вы — это вы, потому что вы верите, что вы есть. Вы знаете это благодаря воспоминаниям. Вы знаете, кто вы, потому что помните свое прошлое, например можете рассказать, что происходило с вами пять минут назад. Конечно, вы можете точно вспомнить, как взяли эту книгу, как начали читать четвертый абзац или строку выше. Но откуда вы знаете, что в действительности произошло именно это? Что, если эти воспоминания, да и вообще все образы, имеющиеся в вашей памяти, были только что внедрены в ваше сознание? Что вы на это скажете? У вас нет никаких реальных доказательств, кроме воспоминаний. Единственное, в чем вы можете быть уверены, — ваши ощущения в этот определенный момент времени. Как только этот момент проходит, ваше сознание переходит к следующему. Вот так вы и движетесь во времени через серию не связанных между собой моментов, которые существуют на стыках того, что только что было воспринято (прошлое), и того, что вот-вот будет воспринято (будущее).
Вы совершаете путешествие по временной оси восприятия. Это путешествие началось, когда вы впервые начали воспринимать окружающий мир в момент своего рождения, и так будет продолжаться, пока вы не перестанете воспринимать его в момент своей смерти. Поэтому вы на самом деле представляете собой серию восприятий, которые существуют между вашим несуществующим состоянием, предшествующим рождению, и несуществующим послесмертным состоянием. Как вы не существовали в течение предыдущих миллиардов лет, так не будете существовать и последующие миллиарды лет. Бессмысленно малый промежуток времени ваша сущность воспринимает что-то, а затем снова исчезнет.
Верующие люди не считают это проблемой. Для них время, которое сознательное существо проводит в физическом мире, определено решением божества или иных высших сил. Затем божество забирает нефизическую часть этого существа в бесконечную и безразмерную реальность, называемую вечностью. Таким образом, время, проведенное в физическом мире, — лишь небольшая часть потенциального существования, которое отведено сознанию. Понять логику и мотивацию такого божества человеку, естественно, невозможно — это просто принимается.
Для тех, кто чувствует себя некомфортно в религии, смерть может показаться тревожной и пугающей неизбежностью. В ней нет никакого смысла. Даже для тех, кто верит в простую идею, что бытие является единственным состоянием сознания. То, что в какой-то момент в будущем вы как сознательное существо прекратите свое существование, а остальная часть мира будет продолжать жить без вас, понять невозможно. Всю свою жизнь вы находились где-то. В долю секунды вы проваливаетесь в пустоту — ничто, заключенное в огромное нигде. Мысль, что вас не будет ни в какой точке пространства и времени, просто абсурдна.
Однако все может быть и не так! Сознание может пережить смерть физического тела — и это не противоречит никакому религиозному учению! На самом деле все религии могут быть правы. Отгадка кроется лишь в иной постановке вопроса. Ответ следует искать не в теологии или философии, а в как будто противоположной области знаний — физике.
Ответ следует искать среди атомов или, если говорить более точно, среди того, из чего они состоят. Как вы помните из курса физики средней школы, вся материя состоит из молекул. Если взять любой физический объект и делить его до тех пор, пока не станет невозможным разделить оставшуюся частицу снова, в конечном итоге мы получим наименьший элемент этого объекта, неделимую частицу. Для большинства объектов это будет молекула, хотя для некоторых чистых веществ наименьшей неделимой частицей является атом.
Вещества, состоящие из одинаковых атомов, называются химическими элементами. По состоянию на октябрь 2005 года наука обнаружила 115 элементов (на март 2013 года — 118. — Примеч. ред.). Если атомы этих элементов соединить вместе, можно «создать» другие вещества. Воду, например, можно разложить только на молекулы, которые состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Если разложить воду на атомы, она перестает быть водой и станет кислородом и водородом. Молекулы и, в определенной степени, атомы ведут себя логично и «правильно» — в соответствии с правилами классической науки, науки XIX века и «здравого смысла». Но ученые всегда стремились понять, из чего состоят сами атомы, рот тут-то и начинаются проблемы, и именно здесь расходятся пути логичной науки и возможностей нашего восприятия и воображения. Как только мы начинаем наблюдать поведение объектов меньших, чем атомы, начинают происходить странные вещи.
Когда исследователи начали экспериментировать с объектами, из которых состоят атомы, им пришлось искать совершенно новый физический подход. Они назвали новое направление квантовой физикой, потому что результаты их экспериментов не имели никакого сходства с тем, что ожидалось согласно законам физики, которую именуют классической. Квантовая физика достигла феноменальных успехов в предсказании поведения частиц и стала основой для многих современных технологий.
Слово «квант» происходит от латинского quantum — «сколько» и означает в физике неделимую порцию чего-либо. Кирпичики материи — это крошечные частицы вещества. Субатомные частицы обладают свойствами как твердых частиц, так и волн (это называется корпускулярно-волновым дуализмом). Одним из самых странных открытий квантовой физики является то, что эти частицы всегда находятся «неизвестно где». Невозможно абсолютно точно определить координаты и импульс элементарной частицы в пространстве в конкретный момент времени. Это принцип неопределенности Гайзенберга — один из основных принципов квантовой механики1. Может показаться, что все это полная бессмыслица, но тем не менее это так. И на этом странности не заканчиваются.
Частицы света — фотоны, попадая на преграду, в которой проделаны две близко расположенные вертикальные щели, делают то же самое — каждая частица проходит через обе щели одновременно. Чтобы понять, как происходит такая, казалось бы, невозможная вещь, представьте себе, что бросаете камешек в пруд. Образуется серия волн, расходящихся из точки, где камешек вошел в воду. А теперь представьте, что произойдет, если на пути волн расположить преграду. При столкновении с ней волны отскакивали бы в том направлении, откуда пришли. Если же в преграде проделать два отверстия размером меньшим длины волны, можно увидеть, как по другую сторону преграды от каждого отверстия расходятся два набора волн, как будто два новых камешка были сброшены в воду в месте каждого отверстия. Как только два новых набора волн пересекаются, они начинают мешать друг другу, нарушая поток полукругов. В некоторых местах два набора волн складываются, образуя волны побольше, а в других местах они гасят друг друга, образуя небольшие волны или не оставляя вообще никакого следа.
Тот же эксперимент можно проделать со светом. Свет проходит через одну щель в преграде. На выходе он сталкивается со второй преградой, в которой проделаны две щели. На выходе из каждого отверстия по другую сторону формируется новая волновая картина. Сразу же две волны начинают интерферировать друг с другом. За второй преградой устанавливается экран. Когда свет попадает на этот экран, появляется изображение из светлых и темных полос. Эти полосы называются интерференционными полосами. Они соответствуют областям, где световые волны складываются (конструктивная интерференция), и областям, где волны гасят друг друга (деструктивная интерференция).
В 1800 году английский ученый Томас Юнг использовал этот эксперимент, чтобы доказать, что свет не состоит из твердых частиц, а представляет собой волну, распространяющуюся в воздухе, подобно волне, пробегающей по поверхности воды. Но сразу же возник серьезный вопрос: каким образом свет распространяется в вакууме? По своей природе волна не может не только распространяться, но и существовать в отсутствие какой-либо среды. Тем не менее свет и его разновидности, такие как тепло, могут проходить вакуум. Чтобы объяснить, как солнечный свет и тепло преодолевают миллионы километров пустого пространства и достигают Земли, были выдвинуты предположения, что пространство заполняет какое-то еще неизвестное вещество — его назвали эфиром. Считалось, что именно это таинственное вещество служит переносной средой для волн в вакууме.
Затем были обнаружены еще некоторые свойства света, не вписывающиеся в волновую теорию. Особым вопросом стал фотоэлектрический эффект. Было установлено, что свет, падающий на твердый объект, как бы выбивает с его поверхности электроны. В начале XX века природой света заинтересовался Альберт Эйнштейн и в 1905 году написал работу, которая впоследствии принесла ему Нобелевскую премию по физике. Он объяснил фотоэлектрический эффект очень просто: выбивание электронов происходит за счет воздействия неких частиц света, — и назвал эти частицы фотонами. А частицы не нуждаются ни в какой среде (эфире) и могут свободно перемещаться в вакууме. Теория Эйнштейна была впоследствии доказана экспериментальным путем: свет действительно состоит из частиц. Наука вскоре продвинулась до такой степени, что ученые смогли выделить одиночные фотоны и проводить с ними эксперименты. Однако поведение света также носило и волновой характер. Казалось, свет представляет собой и твердые частицы материи, и волны одновременно. Что-то здесь было не так. Чтобы разобраться в этом парадоксе, ученым пришлось вновь повторять эксперимент с двумя щелями, используя самые современные на тот момент измерительные приборы и детекторы. Было проделано несколько вариантов этого эксперимента, и результаты показали, что реальность гораздо более загадочна, чем мы можем себе представить.
Предположим, что на преграду, в которой проделаны две щели, попадает один фотон. Чтобы очутиться по ту сторону преграды, фотон должен пройти через одно из двух отверстий. Чтобы зарегистрировать одну такую маленькую частицу света, понадобится сверхчувствительная фотопластинка, которая устанавливается по другую сторону от преграды. Каждый фотон, достигая поверхности фотопластинки, отображается на ней в виде белого пятнышка. По мере того как тысячи, а затем миллионы фотонов достигают пластинки, начинает проявляться определенное изображение. Логично предположить, что на пластине будет изображение двух белых круглых пятен напротив каждого отверстия. Но на самом деле мы снова получаем интерференционные полосы! Каждая частица проходит через одно отверстие, но в момент прохождения сквозь щель что-то будто взаимодействует с ней, формируя неожиданную интерференционную картину. Физикам остается лишь один возможный вывод: фотон испускается как частица и достигает пластинки как частица, но в пути он будто проходит через оба отверстия. Затем он располагается на фотопластинке вместе с другими фотонами так, чтобы сформировалась идеальная картина из светлых и темных полос. Остается загадкой, каким образом фотону удается одновременно пройти через оба отверстия и откуда он «знает», как после этого ему следует расположиться на фотопластинке?
Физик Ральф Байерлейн сделал попытку ответить на первую часть этого вопроса так:
Свет путешествует как волна, а затем распадается и приходит на поверхность как частица2.
Но свет не имеет массы и, как ни странно, не имеет объема. Частицы света (или световые волны) всегда путешествуют со скоростью света и поэтому должны существовать вне времени и пространства. Для того чтобы находиться «в пространстве», объект должен иметь массу. У света она отсутствует. Для того чтобы находиться «во времени», объект должен путешествовать во времени. Однако при скорости света время расширяется настолько, что фактически останавливается. Это означает, что свет существует вне времени. Все еще усложняется, если вспомнить, что свет — это всего лишь часть электромагнитного спектра, видимая невооруженным глазом. Электромагнитное излучение не имеет физической оболочки, оно просто есть. В самом деле, вы видите эту страницу потому, что эфемерное нечто отскакивает от нее и попадает на сетчатку вашего глаза.
Свет — это странное явление. А вот атомы, какими бы «пустыми» они ни были, — в конечном счете твердые частицы, которым в отличие от света не присуще подобное раздвоение. Или присуще? Удивительно, но ученые уже выяснили, что электроны и атомы подобны свету в том, что иногда ведут себя как твердые частицы, а иногда — как нефизические волны. В 1987 году японские ученые из исследовательских лабораторий Хитачи и университета Гакусюин пришли к выводу, что электроны обладают такой же двойственностью. Это сомнительное утверждение, ведь электроны невероятно малы и никто никогда не видел и не фотографировал их. А вот атомы — другое дело. Самые крупные можно сфотографировать, и понятно, что они твердые в прямом смысле этого слова. Первый перелом во взглядах на реальность произошел в начале 1990-х годов, когда ученые из немецкого университета Констанца доказали, что атомы тоже путешествуют как волна, а взаимодействуют как частицы. А в 1999 году было обнаружено, казалось бы, невозможное: Антон Цайлингер из Венского университета продемонстрировал, что бакиболлы — сферические полые молекулы, состоящие из 60 атомов углерода, — могут одновременно проходить через две параллельные щели3.
Итак, что же все это значит? Допустим, стул, на котором вы сейчас сидите, не только состоит из обширных областей пустого пространства. Его цельность зависит от того, выберут ли атомы состояние твердых частиц или нефизических волн. Что же заставляет их сделать этот выбор? Ответ прост, но от него берет оторопь. Ваш разум — это и есть тот фактор, который преобразует атом из нефизической волны в твердую частицу материи посредством обработки нервных сигналов, поступающих от ваших ягодиц. Акт восприятия сознательного существа вызывает физическое существование материи!
Есть и еще тревожные сведения: недавние эксперименты показали, что так происходит не только с атомами, но и с молекулами. Атомы и молекулы — это основные кирпичики, из которых построено все, что мы воспринимаем: от стула, на котором вы сидите, до бумаги, на которой напечатаны эти слова. Даже вы сами состоите из триллионов этих частиц. Но если они настолько странно себя ведут,
почему происходит так, что мы воспринимаем твердые предметы, которые действуют в пределах законов классической физики? Каким чудом безумие одного человека стало коллективным здравомыслием? Согласно принятой среди современных физиков точке зрения, именно акт наблюдения заставляет частицы вести себя таким образом.
Этот вывод известен как копенгагенская интерпретация — он назван так потому, что основатели квантовой теории проживали в датской столице. Группа исследователей под руководством великого физика Нильса Бора предположила, что, воспринимая эти частицы, мы заставляем их принимать решение о том, в каком месте они расположатся. Прежде чем частицы окажутся под наблюдением, они размываются в то, что называется «волной вероятности» и за счет этого могут пребывать в нескольких местах одновременно. Когда происходит акт наблюдения, частицы вынуждены выбирать одно место из всех других потенциальных мест.
Согласно копенгагенской интерпретации, в отсутствие наблюдения частицы могут пройти через обе щели в преграде. Как только экспериментатор включает любое измерительное устройство, частица вынуждена проходить через одну щель. Иначе говоря, когда макромир наблюдает эти частицы, они вынуждены менять свое квантовое поведение на «классическое» поведение макрокосмических масштабов. Атомы вынуждены действовать «нормально», как только они объединяются в деревья, стулья или книги. Такой акт наблюдения принято называть коллапсом волновой функции, поскольку в момент наблюдения волна становится частицей. А в отсутствие наблюдения объект представляет собой и частицу, и волну одновременно. Это состояние называют суперпозицией.
В отсутствие наблюдения частицы остаются в волне вероятности и не имеют возможности выбирать то или другое местоположение. Наблюдатель разрушает волновую функцию, что приводит к появлению материи. Нет наблюдателя — нет материи. Выходит, один из важнейших вопросов теперь — что же представляет собой «наблюдатель»? Должен ли он быть существом, обладающим сознанием, или вполне достаточно любого бездумного измерительного прибора? Некоторые из ученых придерживаются мнения, что для того, чтобы наблюдать, нужно воспринимать, а это требует наличия сознания. Тогда что происходит с объектами, которые нельзя наблюдать? К примеру, с камнем на Луне? Для людей религиозных копенгагенская интерпретация не только не является проблемой, а напротив, согласуется с верой. Наблюдать все способен только Бог, и поэтому он сам гарантирует, что все вокруг существует.
Тем не менее многие ученые не приняли вывод, сделанный в Копенгагене, — для многих он оказался просто неприемлемым. В попытке продемонстрировать, насколько смешна идея, что частицы зависят от акта наблюдения, австрийский физик Эрвин Шрёдингер придумал свой знаменитый мысленный эксперимент с котом.
Шрёдингер предложил нам представить, что в коробке без отверстий заперт кот. Помимо кота в коробке находится колба со смертоносным газом. На стенке коробки установлен молоточек, удерживаемый защелкой. Защелка, в свою очередь, подсоединена к детектору. Этот детектор служит для регистрации распада одного атома радиоактивного вещества. Вероятность такого события, как известно, 50/50: либо оно случается, либо нет. В случае распада атома детектор посылает сигнал на защелку, которая должна освободить молоточек. Молоточек падает на колбу и разбивает ее, высвобождая ядовитый газ. Очевидно, что это приведет к немедленной смерти несчастного кота. И наоборот, если распада не происходит, то молоточек не падает и кот остается жив. Мы можем проверить состояние кота, только когда откроем коробку и заглянем внутрь. Согласно копенгагенской интерпретации, только в присутствии наблюдателей может произойти коллапс волновой функции, что, в свою очередь, приведет или не приведет к распаду рассматриваемого атома. Таким образом, при отсутствии наблюдения кот находится в любопытной ситуации, когда он ни жив, ни мертв!
Конечно, Шрёдингер считал, что его мысленный эксперимент демонстрирует серьезные недостатки копенгагенской интерпретации. Но дело в том, что именно эта теория наиболее точно объясняет результаты всех исследований, проведенных после «кота Шрёдингера». Один из сторонников копенгагенской интерпретации Джон фон Нейман предположил, что раздвоенное состояние передается на измерительный прибор, когда он обнаруживает (или не обнаруживает) распад. И только после этого оно передается коту, от которого, в свою очередь, передается наблюдателю при открытии коробки. Это «цепочка фон Неймана», получившая впоследствии такое название: просто все передается от наблюдателя к наблюдателю. А что тогда может разрушить эту цепочку? По мнению физика Юджина Вигнера, ответ очень прост: цепочку прерывает человеческое сознание.
Все вроде бы замечательно, но Шрёдингер рассматривал гипотетический эксперимент, который никогда не проводился на практике. А ведь давно известно, что существует некоторый невидимый барьер между тем, что происходит на уровне квантовой механики, и «реальным миром», в котором идут дожди, цветут розы и мурлычат коты. В «микрокосмическом» и «макрокосмическом» мирах действуют разные законы. В 2000 году в журнале Nature вышла статья о том, что группа исследователей из университета штата Нью-Йорк4 провела, казалось бы, невозможный эксперимент с котом Шрёдингера с макрокосмической стороны барьера5. Для этого они использовали сверхпроводящие квантовые интерференционные датчики. Они представляют собой кольцевые устройства, в которых незатухающие токи из миллиардов электронов могут циркулировать по часовой стрелке или в обратную сторону. Экспериментаторы начали работать с током, движущимся по часовой стрелке. Затем они облучили датчики микроволнами, которые увеличили энергию системы. Теперь система могла периодически менять направление тока. Вопрос состоял в следующем: запоминает ли система свое квантовое состояние при переходе? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые измерили вероятность нахождения тока, движущегося против часовой стрелки, в момент изменения формы двухъямного потенциала. Результаты в точности оправдали ожидания: система пребывала в суперпозиции состояний (этим термином называют способность квантовой системы находиться одновременно в нескольких альтернативных состояниях).
Вывод из этого эксперимента просто ошеломляет: Шрёдингер был прав и не прав одновременно. Он верно продемонстрировал, что кот одновременно будет пребывать в двух состояниях, теперь называемых физиками суперпозицией, но ошибся, утверждая, что логическая невозможность такого состояния опровергает копенгагенскую интерпретацию! Существование суперпозиции как реального явления уже не вызывает никаких сомнений.
Какими бы ни были выводы, во всем этом есть что-то очень странное — то, что имеет огромное значение для всех нас и для наших отношений с окружающим миром. Все это означает, что человеческое сознание действительно создает реальность. Разум порождает материю, а не наоборот. Вы порождаете реальность, которая вас окружает. Того, чего вы не наблюдаете, просто не существует. Простой вопрос, горит ли лампочка в холодильнике, когда вы закрываете дверцу, приобретает теперь совершенно новый смысл.
Эксперимент американских ученых привел к настоящему переполоху в научном мире. Даже после новаторского доказательства большинство ученых продолжали считать суперпозицию немыслимой. С тех пор как Коперник предположил, что Земля вращается вокруг Солнца, человек постепенно переставал считать себя центром всего сущего. Открытия в астрономии все чаще давали человеку понять, что он песчинка в огромной постоянно разрастающейся Вселенной. Снова отводить человеку важнейшую роль в этом мире? Это казалось шагом назад.
Споры продолжались более 25 лет. Эйнштейн, чьи работы сдвинули это дело с мертвой точки, просто не мог принять копенгагенскую интерпретацию. Знаменитые слова «Бог не играет в кости» были его ответом на идею, что вся физическая Вселенная состоит из волн вероятности. Многие другие пытались, подобно Шрёдингеру, продемонстрировать логические нелепости суперпозиции, но никто не смог предложить правдоподобную альтернативу. Возможно, копенгагенская интерпретация бессмысленна в «реальном мире», но она чрезвычайно успешно предсказывала поведение субатомных частиц. Необходимо было общее объяснение и интерпретация того, что происходит в начале цепи фон Неймана. И в 1957 году свое слово произнес молодой аспирант по имени Хью Эверетт.
Согласно идее Эверетта, бессмысленно полагать, что волновая функция возникает при наблюдении сознательного существа. Волна существует как до наблюдения, так и после — просто она изменяется. Как же его новое, рациональное и не сверхъестественное предположение объясняет, что происходит на самом деле? А вот как: сама волновая функция распадается на две реальности — одну, где она разрушается после атомного распада, и вторую, где этого не происходит. В результате две реальности существуют одновременно! Когда коробка открывается, наблюдатель распадается на две идентичных версии самого себя, одна из которых находит мертвого кота, а вторая — живого. Так Эверетт опроверг «страшную» идею, что разум в некотором роде отличается от материи.
Таким образом, вместо нефизического разума мы имеем научно-фантастический сценарий о параллельных мирах. Следовательно, если принять предложение Эверетта, одна версия ученого уходит и пишет один доклад о смерти подопытного животного, в то время как в другой Вселенной вторая его версия пишет доклад с противоположными результатами эксперимента. Очень быстро пульсация причин и следствий изменяет каждую Вселенную: сначала незначительно, но по мере того как каждый новый сценарий порождает свои собственные результаты, две зеркально отраженные Вселенные расходятся в потенциально очень разные локации.
Теория Эверетта, известная теперь под названием «многомировая интерпретация», этим не ограничивается. На самом деле разветвление Вселенной происходит не в момент наблюдения, а в момент квантового события — «решения» атома о том, распадаться ему или нет. Это событие вызовет альтернативные сценарии на квантовом уровне, что вызовет, в свою очередь, новые разветвления. Эверетт и его последователь Брайс Девитт предположили, что Вселенная разветвляется при каждом квантовом событии и каждая новая Вселенная разветвляется снова — и так происходило всегда, начиная с первой секунды после Большого взрыва! Доведенная до логического завершения многомировая интерпретация утверждает, что все возможные сценарии возникали и будут возникать всегда в постоянно расширяющейся Вселенной.
Напомним, что первоначально квантовая физика утверждала, что кирпичики материи, субатомные частицы, порождаются наблюдением. Если нет акта наблюдения, значит, материя отсутствует. Но поскольку мы все являемся наблюдателями, то выходит, что все мы создаем свои личные версии реальности, свои личные Вселенные. Хью Эверетт предположил: копенгагенская интерпретация верна, но физики неправильно истолковали доказательства и сделали ошибочный вывод, что наблюдатель порождает коллапс волновой функции. Для него волна вероятности не существует, потому что вероятность рассматривается иначе. В версии Эверетта вероятность того, что на игральной кости выпадет определенная цифра, равна не одной шестой, а единице. Просто Вселенная разветвляется на шесть точных копий, и в каждой новой Вселенной выпадет своя цифра, отличная от других. В попытках объяснить созданную человеком Вселенную Эверетт просто перевернул отношение к миру с ног на голову. Мы все существуем в наших личных мирах не потому, что порождаем их сами, а потому, что в любом случае у всех нас есть личные миры. Кроме того, существуют буквально триллионы версий каждого из нас, проживающих все возможные сценарии нашей жизни.
Доказательства существования других Вселенных приведены в работе физика Дэвида Дойча из Оксфордского университета. По его мнению, эти Вселенные можно выявить экспериментально.
Дойч снова возвращает нас к эксперименту с двумя щелями. Он утверждает, что несмотря на то, что только один фотон летит по направлению к щелям, они ведут себя так, как если бы что-то прошло через обе щели. Этот таинственный объект затем вмешивается в траекторию реального фотона и заставляет его двигаться так, как если бы сквозь щели пролетало больше одного фотона.
Дойч считает, что эти объекты не просто ведут себя как фотоны. Это тоже фотоны, но «теневые», как он их называет. Кажется, что они взаимодействуют с «осязаемыми» фотонами, теми, которые мы можем увидеть и зафиксировать датчиками. Кроме того, из доказательства следует, что количество теневых фотонов значительно превышает количество осязаемых. Он теоретически допускает, что на один осязаемый фотон приходится как минимум триллион теневых! Кроме того, каждый из этих теневых фотонов существует в своей личной Вселенной, которая находится настолько близко к рассматриваемой нами, что может повлиять на траекторию одного осязаемого фотона.
Другими словами, теория Дойча говорит нам о том, что другие миры вторгаются в наши личные Вселенные. Каждый из триллионов теневых фотонов является частью параллельной Вселенной, занимающей то же пространство, что и наша. Это означает, что «на кончиках наших пальцев» находятся триллионы миров.
Согласно теориям Эверетта и Дойча, кот Шрёдингера может быть и жив, и мертв одновременно — нужно только понять, что существует больше одной версии кота. В тот момент, когда кот либо продолжил жить, либо умер, Вселенная разделилась на две копии, в одной из которых очутился мертвый кот, а в другой — живая его копия. Эверетт предположил, что Вселенная разветвляется при каждом квантовом событии и по такому сценарию все возможные события могут и будут происходить в одной из этих альтернативных реальностей. Идею, которую поначалу высмеивали, сейчас принимает все большее число физиков-теоретиков. Девитт подытожил все сказанное таким образом:
«Каждый квантовый переходу происходящий на каждой звезде у в каждой галактике, в каждом отдаленном уголке Вселенной, разветвляет наши личные миры на мириады копий самих себя… Это шизофрения в полном смысле слова».
Если все так и есть, то это самая расточительная трата материи! Почему природа допускает существование такого неисчислимого множества миров? Может быть, для этого есть веские причины и существование этих миров имеет прямое отношение к вам? Возможно, эта Вселенная — действительно ваша Вселенная.
В 1997 году американский физик Макс Тегмарк, собрав предположения Шрёдингера, копенгагенской теории и многомировой интерпретации, на их основе выдвинул собственное предположение. По его мысли, смерть — это то, что случается только с другими людьми6.
Тегмарк предложил собственный вариант эксперимента с котом Шрёдингера. Представьте себе, что к устройству, которое измеряет Z-спины субатомных частиц, подсоединили пулемет. Все субатомные частицы имеют Z-спины, и они могут быть направлены «вверх» или «вниз». Тем не менее направление спина носит случайный характер и не может быть предугадано для любой отдельной частицы. Если устройство регистрирует частицу, спин которой направлен «вниз», то в пулемет загружается патрон и он выстреливает. Если спин частицы направлен «вверх», то ружейная ложа остается пустой и пулемет издает лишь негромкий щелчок.
Чтобы проверить пулемет, экспериментатор становится перед пулеметом и просит своего ассистента нажать на спусковой крючок. Ассистент нервно следует его инструкциям. Устройство регистрирует, что спин частицы направлен «вверх», и, соответственно, пуля не загружается вложу. Пулемет делает едва слышимый щелчок, и экспериментатор остается жив.
Экспериментатор решает проделать опыт еще девять раз. Он становится перед пулеметом, и в каждом случае пулемет оказывается незаряженным. Повторив эксперимент в десятый раз, он говорит своему ассистенту, что настало время прекратить эксперимент и вернуться домой. Экспериментатор чувствует удовлетворение, что доказал себе верность многомировой интерпретации, и предлагает своему ассистенту выпить за это.
Теперь давайте вернемся к началу эксперимента и взглянем на него со стороны ассистента. Следуя инструкциям своего шефа, он трижды нажимает на курок, и каждый раз пулемет производит щелчок. Тем не менее на четвертой попытке спин субатомной частицы направляется «вниз», механизм срабатывает, и пуля пробивает череп экспериментатора. В панике ассистент звонит в полицию, и его арестовывают за убийство.
Что же здесь произошло? Экспериментатор остался жив или все-таки был убит? А ассистент отправился с ним праздновать или поехал в тюрьму? Ответ здесь такой же, как и в случае кота Шрёдингера, который одновременно и жив, и мертв, но в разных Вселенных. Так и экспериментатор продолжает жить в своей Вселенной, а во Вселенной ассистента он погибает. Ключевой момент в том, что единственная реальность, которую может воспринимать экспериментатор, — это та, в которой он живет.
Тегмарк признает, что для большинства из нас смерть наступает не «благодаря случайным квантовым событиям», а в результате несчастных случаев, болезней и множества других причин. Но ведь мы все принимаем решения, основанные на квантовых взаимодействиях!
Если рассмотреть вещество головного мозга под мощным микроскопом, то можно увидеть густую сеть клеток. Большинство из них — это так называемые глиальные клетки, или глиоциты. Они выполняют соединительную роль, удерживая структуры мозга вместе и сохраняя его форму. Среди этих глиоцитов встречаются нейроны. Они служат для отправки, получения и передачи электрических импульсов. Каждый нейрон состоит из тела, как правило, звездоподобной формы, в котором содержится ядро. От тела отходят тонкие усики, длина которых может варьироваться от миллиметра до метра. Усики вытягиваются и могут обмениваться электрохимическими сигналами с более чем 10000 других нейронов. Они способны как отдавать, так и получать сигналы от своих «собратьев». Когда нервная клетка активируется, электрический ток проходит вдоль нервных волокон, и тогда выделяется химическое вещество, называемое нейромедиатором.
Нейромедиаторы выделяются нейронами, чтобы активировать другие нейроны и передавать импульсы от одной клетки к другой. Так происходит передача импульсов по всей нервной системе. Место контакта между двумя нейронами называется синапсом. Он состоит из аксона передающей клетки и дендрита воспринимающей клетки. Между двумя нейронами имеется микроскопический зазор, называемый синаптической щелью. Размеры этой щели крайне малы. Такие малые величины часто измеряют в ангстремах. Ангстрем равен 0,1 нанометра. Ширина синаптической щели варьируется в диапазоне от 200 до 300 ангстрем.
Когда нервный импульс достигает аксона передающей клетки, через мембрану вблизи синапса высвобождается химическое вещество. Это вещество стимулируется за счет электрической активности клетки. За несколько миллисекунд оно проходит через щель и достигает постсинаптической мембраны. На окончании воспринимающего дендрита есть особые рецепторы, которые, собственно, и воспринимают медиаторы. После этого дендрит передает определенный сигнал сначала ядру, а от ядра — аксонам. Такое действие медиатора называется возбуждающим. Иногда нейромедиаторы, передаваемые пресинаптическими аксонами, не возбуждают дендриты, а подавляют их.
Очевидно, что квантовые явления могут оказывать влияние на этот процесс. Поэтому вполне возможно, что синапс, балансирующий на грани возбуждения-торможения, может находиться под влиянием квантовых событий. Иными словами, активация или неактивация нейрона может зависеть от аналогичного квантового события, наблюдаемого в эксперименте Шрёдингера. Например, в соответствии с уравнениями Шрёдингера есть 50 %-ная вероятность, что ион кальция возбудит принимающий рецептор. То есть этот рецептор может сделать выбор между двумя возможными состояниями. Представьте себе одно из таких мгновенных решений. К примеру, вы подъезжаете на автомобиле к светофору. Вы видите, что зажигается желтый свет. Вы принимаете решение либо ускориться и проскочить светофор, либо затормозить и остановиться. Результат этого решения передается нейромедиаторами через синапс. Эти нейромедиаторы приказывают вашим ногам жать на педаль газа или тормоза. В этот момент происходит квантовое событие. Вы нажимаете на педаль газа, проскакиваете светофор и врезаетесь в многотонный грузовик. Через мгновение вы умираете. Тем не менее смерть — это не единственный исход событий для вас. В другом варианте вы, возможно, решили остановиться. Мы получили две альтернативные реальности: ту, где вы мертвы, и ту, где вы живы. Как и экспериментатор в теории Тегмарка, вы следуете по своей личной развилке Вселенной и остаетесь живы. Во Вселенной любого прохожего вы умираете. Мир, который вы воспринимаете, всегда будет разветвляться таким образом, чтобы обеспечить ваше личное выживание. Вы можете умереть в моем мире, но вы пойдете дальше и дальше в своем собственном.
Но есть ли объективные доказательства того, что все происходит именно так? К сожалению, сознательный опыт — наиболее субъективное из существующих явлений, а значит, невозможно получить что-то другое, кроме субъективных и, следовательно, недоказуемых примеров.
Британец Фредерик Майерс был одним из основателей Общества психических исследований — группы ученых и единомышленников, которые в конце XIX века пытались научными методами изучать такие паранормальные явления, как появление призраков, работа медиумов, предвидение и т. п. В то время классическая наука просто игнорировала свидетельства о подобных явлениях. В 1895 году в альманахе общества Proceedings Майерс опубликовал статью под названием «Сублиминальное я», в которой довольно подробно доказывал, что у определенных людей есть способность видеть события прошлого (ретрокогниция). Он анализирует, как сны иногда могут предсказывать будущее, и приводит несколько примеров, один из которых можно объяснить, опираясь на многомировую интерпретацию квантовой физики.
Майерс рассказывает о женщине, которая видела особенно яркий сон. В этом сне она отправилась в карете в Лондон. Карета остановилась на нужной улице. Кучер, спускаясь, упал и сильно ушиб голову.
Женщина решила, что сон вызван грядущими событиями, ведь на следующий день она собиралась ехать в карете в Лондон. Невзирая на это, она отправилась в путь. День прошел хорошо, без каких-либо печальных событий. Однако на обратном пути карета свернула на ту самую улицу из ее сна:
«Мой сон всплыл у женя перед глазами. Я попросила кучера остановиться, выпрыгнула из кареты… и позвала полицейского, чтобы тот помог кучеру. Когда он был на месте, кучер покачнулся и выпал из кареты»7.
Благодаря полицейскому, который поймал кучера, серьезных травм удалось избежать. Женщина продолжила свой рассказ:
«… мой предостерегающий сон отличается от реальности в двух моментах. Во сне мы подъехали к Даунстрит с запада, а на самом деле мы подъехали с востока. Во сне кучер действительно упал головой вниз… В реальности же этого не случилось из-за моих действий, вызванных воспоминанием о тревожном сне».
Швейцарский психотерапевт доктор Артур Фанкхаузер комментирует этот инцидент следующим образом:
«Это выглядит так, будто действие дамы вызвало раскол в потоке времени, преграду на пути, где будущее, увиденное во сне, было единственно возможным. Она заставила его измениться»8.
Выяснилось, что предыдущей ночью кучер перенес тяжелый приступ диареи. Утром счел себя здоровым, но переоценил свои силы и в середине рабочего дня потерял сознание. Таким образом сон позволил изменить реальность. В этом случае именно концепция многомировой интерпретации аккуратно объяснила бы разветвление в тот момент, когда дама позвала на помощь полицейского.
Идея Тегмарка интересна, но в конечном счете неубедительна, потому что он не смог объяснить механизм, который способствует личному бессмертию. Нет никаких доказательств. Скорее всего, к этому моменту вы приближаетесь к мысли, что квантовое самоубийство — это не более чем очень занятная, но совершенно фантастическая идея.
Тем не менее я считаю, что Тегмарк абсолютно прав. Он, возможно, случайно, обнаружил нечто, что является верным и может быть доказано. Более того, существуют предположения, что это альтернативное решение загадки смерти уже давно известно, но держится в секрете уже сотни лет. Ответ находится в вашей голове.