В космологическом плане многомировая интерпретация описывает некий вектор состояния для Вселенной в целом, точно так же как делает это для пси-функций микрочастиц. В этом смысле многомирье просто не имеет границ между классической и квантовой реальностью. Однако некоторые теоретики считают, что многомировая интерпретация в своем исходном варианте реально не упраздняет границу микромакромира, а смещает ее в направлении "управляющего квантовым выбором сознания наблюдателя". Комментировать подобные спекуляции очень трудно, скорее, их можно просто рассматривать как калейдоскопической пестроты построения, весьма мало соотносящиеся с окружающей объективной реальностью…
Согласно многомировой интерпретации, существует бесконечное множество равноправных "копий" параллельных миров, воплощающих окружающую физическую реальность. Тогда волновая функция будет описывать единый квантовый Универсум, который представляет собой наложение бесконечного числа всех возможных состояний. В некотором смысле многомировая интерпретация кажется проще копенгагенской, но за эту простоту приходится платить, постулируя постоянное расслоение квантового Универсума на множество классических миров.
Впервые многомировая Вселенная возникла в середине прошлого века в статье американского физика Хью Эверетта, в те времена аспиранта знаменитого теоретика Джона Арчибальда Уиллера. Впоследствии Эверетт отошел от занятий физикой, и дальнейшее развитие теории "множественных вселенных" было сделано Уиллером. Так она и вошла в науку как "Многомировая интерпретация Эверетта – Уиллера". Согласно этой теории, существует не одна, а сразу множество вселенных, в точности подобных нашей и по внешнему виду, и по физическому составу.
Вообще говоря, в науку прошлого столетия парадигма многомирности внесла и много путаницы, так что даже многие профессиональные физики употребляют одни и те же термины в разном по смыслу контексте. Так, понятие "мультиверс" обычно связывают именно с парадоксальной многомировой интерпретацией квантовой теории измерений Эверетт – Уиллера – ДеВитта.
С самого начала вокруг теории Эверетта возникла бурная дискуссия. Особенно усердствовали различные околонаучные журналисты, настойчиво добиваясь от ученых ответа на вопрос: "Как же попасть в иные миры Эверетта – Уиллера"? Надо заметить, что абсолютным большинством физиков-экспериментаторов модель многомирья воспринималась с полным безразличием, ведь для тех расчетов, которыми пользуются физики при описании своих экспериментов и при создании различных приборов, совершенно безразлично, верна теория Эверетта или нет.
Если обратиться к истории становления и развития идей квантового Универсума, то надо честно признать, что в самом начале профессиональное сообщество ученых отнеслось к ней с большим сомнением, сочтя ее автора, по меньшей мере, беспочвенным фантазером. И это несмотря на то, что благожелательную, но очень осторожную рекомендацию к публикации первой статьи Эверетта дал сам Бор, а ходатайствовал перед ним об этом сам Уилер. Ситуация начала несколько меняться только после того, как у многомировой интерпретации появились комментарии и развивающие идеи таких крупных теоретиков, как Уилер и ДеВитт. Собственно говоря, сам термин "многомировая интерпретация" возник только после аналитических работ Уилера и ДеВитта. Вообще-то, такое название не точно и уже ввело в заблуждение множество журналистов, литераторов и философов, правильнее было бы употреблять словосочетание "многопроекционная интерпретация".
Таким образом, в квантовом Универсуме Эверетта будут совершенно реальны все возможные варианты измерений, скажем, того же спина электрона, но вот реализовываться они будут в совершенно разных квантовых проекциях нашей Вселенной. Причем в многомировой интерпретации (будем употреблять этот общепринятый термин) проблема выбора результата измерений формулируется иначе, чем в традиционной квантовой физике. Вместо поиска возможных результатов измерений возникает вопрос: в каком именно проекционном отражении квантового Универсума произошла локализация лабораторного наблюдателя?
В свое время Уилер предложил довольно наглядную формулировку многомировой парадигмы, получившей название "железнодорожная аналогия". Он представил, что в момент измерения параметров квантового объекта перед экспериментатором как бы возникает некая железнодорожная стрелка, и состав нашего мира может двинуться в самых разных направлениях. И только тогда в полной зависимости от выбранной "железнодорожной колеи" наблюдатель зафиксирует тот или иной параметр измерения. При этом каждое направление маршрута железнодорожного состава, соответствующее альтернативным измерениям, будет пролегать уже по рельефу иных миров как проекций нашей Вселенной.
Тем не менее самым узким местом многомировой интерпретации является отсутствие реальных физических механизмов воплощения того или иного мира, составляющего нашу реальность. Несмотря на свою внешнюю элегантность и внутреннюю логику построения универсума, интерпретация квантовой механики Эверетта – Уилера – ДеВитта при всей своей парадоксальности не вводит ни одного нового физического объекта, существование которого можно было хотя бы косвенно подтвердить или даже опровергнуть экспериментальным путем.
Чтобы понять буквально гипнотизирующую привлекательность квантового многомирья, надо вспомнить, что воздействие любого измерительного прибора мгновенно "схлопывает" волновой вектор, вызывая так называемый коллапс волновой функции, или редукцию волнового пакета. Однако подобные "катастрофические" решения неправомерны для математической структуры уравнения Шредингера, проще говоря, для тех, кто еще хоть что-то помнит из школьной алгебры, – это неправильные решения, которые надо отбрасывать в конечном итоге.
Что же тогда происходит с волновой пси-функцией при лабораторных измерениях и как же правильно рассказать обо всем этом на языке квантовой физики?
Этот вопрос до сих пор не имеет однозначного ответа; так, с точки зрения стандартной копенгагенской интерпретации, измерение представляет собой взаимодействие квантовой системы с классическими объектами, в результате которого она переходит от одного состояния макроскопического детектора к другому. Поэтому сам процесс измерения и не должен описываться решениями уравнения Шредингера, которое справедливо лишь для квантового мира. В копенгагенской интерпретации редукция пси-функции считается объективной реальностью квантового мира. Собственно говоря, на этом и строится детально разработанный формализованный аппарат расчетов поведения квантовых систем. За всю историю квантовой науки он всегда выдавал стопроцентно верные результаты, предсказывающие экспериментальные данные. Именно поэтому все возможные физические расчеты, например в квантовой оптике, выполненные на основе самых разных квантово-механических интерпретаций, дают совершенно одинаковые результаты, что заставляет глубоко задуматься о правомерности разделения таких подходов.
Сама по себе гипотеза Мультивселенной оказалась довольно продуктивной как в теорфизическом, так и в философском плане, вызвав еще один поток работ в области квантовой космологии. В их основе лежит удивительная модель инфляционного Большого взрыва, согласно которой наш мир при рождении испытал кратковременное сверхбыстрое (инфляционное) расширение, в ходе которого его размеры выросли по экспоненте от времени.
Эта стадия эволюции космоса началась через 10 секунды после возникновения космологической сингулярности, формально являющейся точкой отсчета истории нашей реальности. Этот этап носит название "планковский", поскольку в свое время "отец квантов", используя комбинации из известных фундаментальных констант, включая постоянную Планка, сконструировал набор величин длины, массы, времени, температуры и энергии. Планковское время составляет трудновообразимую величину, близкую к 10 секунды, поэтому все временные интервалы этого порядка получили название "планковские". В этот период теоретики смогли "нащупать" только следы физического вакуума, наполненного неким силовым полем, насыщенным квантовыми флуктуациями, "вспенивающими" пространство-время. Эти спонтанные квантовые всплески первичного поля и явились "зародышами" исполинских областей континуума, развившимися в миры Мультивселенной. При этом отдельные вселенные могут находиться в едином пространстве-времени, но совершенно не понятно, как они могут наблюдаться относительно друг друга.
В конце концов одна из флуктуаций достигла критического размера, что привело к острому локальному экстремуму интенсивности поля, после чего она стала быстро спадать. Данный квантовый скачок как раз и создал предпосылки для выхода расширения Вселенной на инфляционный режим, который начался с генерации молниеносно расширяющегося сгустка силовых полей зародыша нашего мира. И вот – за невообразимо малый "квантовый" срок, заполнивший, как минимум, объем Метагалактики.
Так пространство нашей Вселенной приобрело современные размеры, в которых и начал развиваться, собственно, процесс Большого взрыва. Именно на этапе инфляции и сформировалось "физическое лицо" нашего мира, представляющего систему фундаментальных физических законов, с тех пор и управляющих поведением вещества и излучения в нашей реальности. После всплеска, вызвавшего распространение пространства-времени, скалярное поле устремилось к минимуму, при этом в нем возникли очень быстрые колебания – осцилляции, рождающие элементарные частицы. Таким образом, к окончанию инфляционной фазы наш мир уже был переполнен высокотемпературной плазмой, включающей свободные кварки, глюоны, лептоны и сверхвысокоэнергетичные фотоны – кванты электромагнитного излучения. Затем началась интенсивная конденсация кварков и глюонов в протоны и нейтроны, плавно перешедшая в первичный нуклеосинтез ядер гелия, дейтерия и лития.
Судьба нашей Вселенной решалась в первые секунды после Большого взрыва, и решалась квантовой физикой, управляющей балансом плотности вещества и энергии. Даже ничтожное преобладание энергии привело бы к быстрому раздуванию и охлаждению, а вещества – к скорой смене расширения на сжатие в точку и, возможно, новому взрыву. Вид нашей Вселенной также определила величина внутриядерных сил, связывающих вместе нейтроны и протоны. Если бы она была меньше существующей, атомные ядра просто бы не возникли, а если бы больше, то еще на этапе первичного нуклеосинтеза весь наличный водород практически мгновенно превратился бы в гелий. Не совсем понятную, но, несомненно, очень важную роль играет в эволюции нашего мира скрытая "темная энергия" физического вакуума. В силу каких-то совершенно непонятных причин где-то семь миллиардов лет назад эта странная энергия сместилась от нулевого к положительному значению, подтолкнув Вселенную к ускоренному расширению. Существуют предположения, что энергия вакуума определяет структуру космической материи, и будь она хоть немного ближе к нулю, наш мир так бы и остался бесформенным газопылевым облаком, равномерно рассеянным по космическим просторам. В противном случае чем больше была бы величина темной энергии, тем быстрее первичное вещество сконденсировалась в сверхмассивные галактики, через несколько миллиардолетий сколлапсировавшие в черные дыры гравитационных провалов космоса.
Хотя в квантовой инфляционной космологии еще очень много белых пятен, да и сам по себе механизм инфляции малопонятен, теоретики уже разработали инновационный сценарий вечной инфляции. Эта парадоксальная концепция считает квантовые флуктуации, положившие начало нашему миру, продолжающими самопроизвольно возникать, порождая все новые Вселенные. Не исключено, что и наша Вселенная сформировалась подобным образом в мире-предшественнике. Тут можно допустить, что и в нашем мире возникнет флуктуация, которая разовьется в новую вселенную, может быть, даже с иными физическими законами и структурой пространства-времени, тоже впоследствии способную к космологической "редубликациии".
Кроме того, в квантовой космологии широко употребляется термин "мультиуниверсум", возникший на основе модельного варианта инфляционного развития сингулярности Большого взрыва, предложенного в 1980 году Аланом Гутом и вскоре развитого в полноценную теорию Старобинским, Линде и Киржницем.
На первый формальный взгляд, теории "квантового мультиверса" и "инфляционного мультиверсума" как бы и не связаны, мало того, они принадлежат к разным разделам теоретической науки – квантовой механике и теоретической астрономии. Однако если начать более пристально анализировать их содержания, открываются поистине удивительные вещи.
Во-первых, "квантовая шизофрения" совершенно по-иному освещает самый таинственный момент в истории рождения нашего мира в релаксации (или наоборот – активации?) первичной квантовой флуктуации (чего – инфлатона?). Квантовая флуктуация при этом из редчайшего случайного явления превращается в свою полную противоположность – бессчетное множество квантовых проекций изначальной реальности…
Во-вторых, в каждый квант последующего времени (хроноквантовый шаг) "квантовая шизофрения" продолжается и продолжается… Трудно даже представить общее количество населения такого многомирья. Проще говоря, это мультиуниверсум в степени мультиверса – гуглы и гуглы миров (гугл = 10, это число с сотней нулей), а может быть, и вообще нечто невообразимо фантастическое – гуглы в степени гуглов…
Чем пристальнее мы вглядываемся в темные воды Леты-реки, тем больше видим очень странных миражей иных миров и времен. Но и среди этих призрачных образов выделяется модель многомирового мультиверса с бесконечным количеством времен и вселенных.
Заключение
Предсказывать будущее всегда немного опасно, особенно если речь идет о времени, отстоящем от нас на сотни или тысячи лет. Физик Нильс Бор любил говорить: "Предсказывать очень трудно. Особенно будущее". Но между временем Жюля Верна и сегодняшним днем существует принципиальная разница. Сегодня фундаментальные законы физики в основном понятны. Физики сегодня хорошо представляют себе законы, управляющие миром самых разных объектов, которые различаются по размерам на 43 порядка – поразительный диапазон, куда входит и внутреннее строение протона, и расширяющаяся Вселенная. В результате физики могут судить с разумной степенью уверенности о том, что примерно будет представлять собой технология будущего, и лучше отличать технологии всего лишь немыслимые от действительно невозможных.
М. Каку. Физика невозможного
Можно построить математическую модель, в которой есть мнимое время, направленное под прямым углом к обычному действительному времени. Модель включает правила, которые определяют историю в мнимом времени по истории в действительном времени, и наоборот.
С. Хокинг. Мир в ореховой скорлупке
В течение нескольких тысячелетий существования человеческого общества для прогноза ближнего и дальнего будущего сложились сотни различных "профессиональных приемов". Подобное "экстрасенсорное" восприятие действительности прежде всего включает ясновидение и провидение, использующие гадание с самыми разнообразными предметами в виде зеркал, хрустальных шаров, стеклянных сосудов, маятников, костей, карт, свечей и прочей шулерской атрибутикой. Более высокую ступень "провидения" являют в иерархии современных "магов" гадание по руке – хиромантия и по лицу – физиогномика, предсказание возможных событий числам – нумерология, ну и, конечно же, уже упомянутая "ветреная дочь астрономии", приоткрывающая нам грядущее по определенному расположению небесных светил, – астрология.
Парадоксальное Мироздание Мультиверса
В наше время все ускоряющегося научно-технического прогресса многие относятся к пророчеству как к некоему высшему откровению, и, несмотря на скептицизм некоторых здравомыслящих людей, провидение, или гадание пользуется широкой популярностью.
Почти все глянцевые журналы и вполне респектабельные газеты считают своим долгом печатать астрологические прогнозы, выходит множество книг, посвященных пророкам прошлого и настоящего, а некоторые телевизионные каналы прочно оккупировали всяческие гадалки и прорицатели.
Ситуацию усугубляет и то, что смысл происходящего ускользает даже от вполне добросовестных журналистов, отчаянно путающих в поисках сенсационных материалов научные достижения и лженаучные открытия. Так рождаются "газетные утки" и возникает ералаш из квантовой телепортации, "заряженной" воды, астероидных угроз, телепатии и телекинеза. И над всем этим настойчиво витает ореол предсказаний будущего Апокалипсиса. Трудно сказать, насколько сами репортеры и издатели верят в подобное, но и их аргументацию можно в общем-то понять. Во-первых, как-то откровенничал в интервью редактор одного респектабельного издания: без мистики "жареных фактов" и астрологических гаданий трудно привлечь внимание читателей, а значит, и обеспечить финансовый успех. А во-вторых, как поется в известной песенке, "Ну что сказать, ну что сказать? Устроены так люди – желают знать, желают знать, желают знать, что будет!"
Ну а что же официальная наука? Она, конечно же, не молчит, но довольно редкие трезвые голоса ученых полностью теряются в разноголосом хоре новых колдунов и магов.