На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё - Гефтер Аманда


На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё читать книгу онлайн
Вселенная выглядит так, словно ее объем конечен, и время ее существования также конечно. Значит, вопрос о ее возникновении не лишен смысла: может быть, ей предшествовало ничто? Ни пространства, ни времени, ни материи, ни существования? Можно ли себе представить ничто? Такой неожиданный вопрос задал Аманде Гефтер ее отец Уолтер Гефтер, когда ей было всего пятнадцать лет. Так получилось, что этот странный вопрос определил всю ее дальнейшую судьбу. Аманда стала погружаться в пучину современной физики и разбираться в хитросплетениях современной философии. Принято считать, что современная физика делается так далеко за пределами обыденного опыта, что только строгость и мощь используемого ею математического аппарата может обеспечить физику-теоретику подобие путеводной нити в его исследованиях, а философия может ему только помешать. Аманда Гефтер блестяще опровергает оба тезиса: журналистская непосредственность и философская проницательность помогают ей научиться видеть смысл формул, почти не обращая внимания на сами формулы, благодаря этому она добивается признания лучших физиков планеты и разговаривает с ними на равных.
В этом был определенный смысл. Со своей точки зрения, с точки зрения тех, кто внутри Вселенной, мы всегда стараемся подразделить ее на системы, следуя принципу Бора: наблюдатель и наблюдаемое или наблюдатель, наблюдаемое и окружающая среда. Как отмечал мой отец, сами категории не могут быть онтологически выделены – они всегда, в некотором смысле, зависимы от системы отсчета. Но, как говорит Журек, может быть, правильнее ставить вопрос о необходимости такого разделения вообще? Я подумала: а не дала ли Фотини Маркопулу уже ответ на него – световые конусы? Благодаря конечной скорости света мы все живем с ограниченной перспективой, наши горизонты вырезают области в едином мире, образуя системы. Существование темной энергии – и, как следствие, деситтеровского горизонта – делает эти горизонты еще более устойчивыми, а квантовую Вселенную – разделенной навсегда.
– Вторая фраза Уилера звучала так: «граница границы равна нулю», – сказала я.
– Ну, это действительно так, – подтвердил Журек. – Если у вас что-то окружено границей, нет нужды возводить еще одну. Оно уже замкнуто. Это наблюдение, закономерность, и оно поразительно просто. Всегда нужно стремиться давать всему простые объяснения.
«Если у вас что-то окружено границей, – записала я в своем блокноте, – нет нужды возводить еще одну. Это так просто?»
Я ждала, что Журек скажет еще что-то, но он молчал.
– И это все? – спросила я. – Мне казалось, что Уилер имел в виду что-то более глубокое.
– Я думаю, что ему нравилось в малом видеть великое. Чарли Мизнер, Кип Торн и я написали статью об Уилере, и мы включили в нее фотографии его записей на доске. Среди них была цитата на латыни. Мы долго не могли перевести ее, потому что наши познания в латыни оставляли желать лучшего, но это оказалась фраза Лейбница, которую он произнес после того, как понял, что если у вас есть всего два элемента, ноль и единица, то с их помощью вы можете построить полную математику. Добавление единицы к нулю дает вам все. Я думаю, что это в духе Уилера.
Это напомнило мне о теории множеств, о построении множества целых чисел из пустого множества путем простого заключения его в скобки.
– Разве тот факт, что граница границы равна нулю, на самом деле дает вам рецепт, как это сделать? Как получить все из ничего? – спросила я, отчаявшись услышать что-то более существенное. – У Уилера это звучало как ключ к разгадке.
Воображение нарисовало мне такую картину: Журек глубоко вздохнул, словно говоря: «Я знал, что однажды ко мне придут с подобной просьбой. Но я не подозревал, что это день настанет сегодня». Затем он подошел к очагу и надавил на кирпич в стене. Открылась секретная дверца, и за ней, в тайнике, стоял сундучок, обитый черным бархатом. Журек взял сундучок и направился обратно к дивану, где сидели мы с отцом, замерев и широко раскрыв глаза. Он нес сундучок двумя руками, словно боялся, что тот выпадет из его рук и наступит конец света. Я заметила U-диаграмму Уилера, вытесненную золотом на крышке. Журек остановился перед нами и приоткрыл крышку. Изнутри засиял ослепительный белый свет. Когда наши глаза привыкли к нему, мы увидели в самом центре, – который казался чем-то бесконечно далеким, но совершенно отчетливым, – разгадку тайны Вселенной.
На деле же Журек всего лишь пожал плечами:
– Я не знаю, что еще сказать.
Я вздохнула и решила пустить все на самотек.
– Мы пытаемся выяснить, что такое окончательная реальность, – сказала я. – Мы определили реальность чего бы то ни было как его инвариантность, независимость от наблюдателя. А что вы думаете о реальности?
– Мы убеждены, что наш язык достаточно хорошо развит, чтобы описать мир, в котором мы живем, но это не получается, – сказал Журек. – Он развивался с очень специфическими целями, далекими от фундаментальной физики. Философы пытаются заставить вас принять некий набор слов, но все эти слова становятся ненужными, когда вы начинаете всерьез размышлять о физике. Мой взгляд на реальность основан на том, что философы называют интерсубъективностью. Это то, о чем говорит квантовый дарвинизм. Реальность – это то, по поводу чего мы соглашаемся. В этом смысле реальность – это инвариант. Но эта инвариантность – а следовательно, и квантовая реальность – не фундаментальна, она становящаяся и приблизительная. Громкие слова соблазнительны, но посмотрите на них внимательно: вы же не знаете, что они значат.
Я кивнула, хотя была уверена: я знаю, что такое реальность.
– Если не ошибаюсь, вы с Уилером много работали над выяснением роли информации в физике, – сказала я.
– Мне бы очень хотелось понять причину, по которой информация начинает что-то значить, – сказал Журек. – Джон был гораздо смелее и пытался использовать ее как основу всего. Связь между информацией и реальностью – если использовать слово, которое я только что отмел как ненужное – крайне интересна. В классической физике информация абсолютно нереальна. Есть объекты, и информация просто описывает их; вы пользуетесь информацией о них. Совершенно субъективно. В квантовой механике информация приобретает фундаментальное значение. Уилер представлял себе картину, в которой наблюдатель пробивает границу. Информация за пределами ньютоновской физики, но внутри квантовой; это – физическое явление. Это абсолютно принципиальная вещь. Моя цель – понять, откуда она берется в квантовой механике. Но их связь часто похожа на улицу с двусторонним движением. Допустим, вы поняли, как информация появляется в квантовой механике, а затем вы переворачиваете вопрос и пытаетесь понять, как квантовая механика вытекает из более глубокого понимания информации. Джонни Уилер научил нас, как относиться к этой идее всерьез.
– Почему информация становится реальной в квантовой физике? – спросила я. – Из-за ее бинарности: в ней все можно описать с помощью битов?
– Дело не только в этом. В классической физике вы можете определить состояние какой-то системы, а потом придет кто-то другой и тоже определит состояние той же самой системы и получит тот же самый результат, что и вы. В квантовой механике такое, как правило, невозможно. Полученная информация ничего не говорит о том, какой была реальность до этого момента. Получение информации само как-то определяет реальность. Это близко идее Уилера об интерактивной Вселенной. Конечно, в повседневной жизни такого не происходит – обычно мы имеем дело с декогеренцией, и информация распространяется благодаря квантовому дарвинизму, но все-таки законы физики допускают и такое. Здесь есть что-то, чем мы не должны пренебрегать. Это ключ к разгадке, как устроена Вселенная.
Отъезжая от обочины, мы увидели койота, перебегающего нам дорогу. Он остановился на мгновение перед машиной и посмотрел на нас. Его шкура и кости – не более чем иллюзия, подумала я, воплощение информации, частичная объективность, продукт квантового дарвинизма, бесконечное повторение битов, избыточно рассеянных по пустыне.
– Похож на флейтиста из Jethro Tull, – сказал отец.
– Койот?
– Журек.
– Это было действительно интересно, – сказала я. – Но я так и не поняла, что хотел сказать Уилер.
– Может быть, ничего особенного? – предположил отец. – Может быть, так и было, как он сказал – некий дзэнский коан или что-то еще, что могло бы нас заставить думать по-новому?
Я пожала плечами:
– Это было бы очень скучно. Чем мы займемся теперь?
Мы решили посетить научный музей Брэдбери, в котором были представлены экспонаты, рассказывающие об истории Лос-Аламосской национальной лаборатории, Манхэттенского проекта и ядерного оружия.
– Когда я был ребенком, может быть лет одиннадцати, у меня была коллекция горных пород и минералов, – сказал отец, когда мы въехали в город. – И кто-то дал мне образцы тринитита. Я не помню кто. Они были похожи на остекленевшие камни, которые образовались в результате испытания бомбы. В пакете с образцами лежала картинка с изображением взрыва. Я был совершенно очарован. Тогда я принял этот образец за криптонит.