Квантовый мир: модель для сборки
Бор против сыр-бора
В начале прошлого века физический бомонд столкнулся с непостижимой загадкой. В ходе экспериментов было обнаружено, что свет в одних ситуациях проявлял себя как волна (то есть огибал препятствия), а в других - как частица (то есть пытался сквозь эти препятствия проникнуть). Опережая ход собственных мыслей, отмечу, что это весьма напоминает поведение людей: иногда мы склонны проявлять мудрость и не ввязываться в прямое противостояние, а в других ситуациях готовы безрассудно идти на штурм любой преграды. Впрочем, к занимательному вопросу о взаимоотношении квантового и человеческого миров мы будем возвращаться с неумолимым постоянством.
Через несколько лет напряженных раздумий и поисков физикам удалось преодолеть сумятицу в собственном королевстве. Ключевую идею выдвинул знаменитый Нильс Бор, предположивший, что частицы света, как и все остальные объекты микромира, действительно иногда ведут себя как частицы, а иногда - как волны. При этом они не являются ни частицей, ни волной, ни их примитивной суммой или симбиозом. Обе картинки - корпускулярная и волновая - абсолютно верны и отражают различные, дополняющие друг друга стороны реальности. Только учитывая оба этих взгляда можно составить верную общую картину - которую, правда, невозможно изобразить наглядно.
Данное положение легло в основу квантовой механики, главной физической теории современности. Забавно, что все ее основные положения выглядят невероятно по-человечески. Принцип дополнительности утверждает, что для полноты познания необходимо принять взаимоисключающие явления как дополнительные. Бор считал, что доказательством верности любой идеи служит верность идеи, ей противоположной. В переводе на человеческий это значит, что чрезмерное самомнение неуместно ни в какой ситуации, и людям едва ли стоит отстаивать некие абсолютные истины. Всегда найдется кто-то, кто имеет пусть противоположный, но не менее верный взгляд.
Принцип неопределенности Вернера Гейзенберга говорит о том, что невозможно одновременно с абсолютной точностью определить координаты и импульс частицы. Вот лишь один из возможных житейских примеров на тему неопределенности: пребывая в состоянии страсти, человек не способен осознать ее подлинный смысл. И, наоборот, пытаясь осмыслить свое состояние, он перестает в полной мере чувствовать то, что переживал раньше. Важное следствие из квантовой механики гласит также, что положение физической системы определяется не точными значениями, а распределениями вероятности значений тех или других величин. Люди, не делите мир на абсолютно черное или белое, тем самым предлагает нам наука: все в мире достаточно вариативно и относительно. И, главное, у человека всегда есть возможность, предприняв какое-то действие, изменить ситуацию к лучшему.
Говоря о квантовой механике, невозможно обойти молчанием парадоксальную историю кота Шреденгера. Упрощенное описание этого мысленного эксперимента выглядит так: несчастный кот сидит в закрытом стальном ящике, где находится также баллон с ядовитым газом, для которого созданы такие условия, что по истечению 10 минут он может с одинаковой вероятностью взорваться или не взорваться.
Когда через данный промежуток времени экспериментатор собирается открыть ящик, кот может быть жив с вероятностью 50 процентов и с такой же вероятностью мертв (с точки зрения классических представлений, кот в этот момент, разумеется, абсолютно точно или мертв или жив). Однако если квантовая механика верна (а ее истинность подтверждают многочисленные эксперименты), то судьба кота зависит от человека: именно он выводит его из "мертвоживого" состояния и делает мертвым или живым существом. Выглядит абсурдно? Тогда приведу более наглядный пример на эту же тему.
Лет 20 назад я назначил свидание своей возлюбленной у одного из столичных памятников. Часа за три до намеченной встречи она позвонила и сказала, что прийти, скорее всего, не сможет. Я ответил, что все равно буду ждать ее в назначенном месте в назначенное время, а она пусть действует по ситуации. В тот момент, когда я, мучаясь неизвестностью, мерил шагами пространство возле известного памятника, меня посетила шальная мысль: оттого, как я тут буду себя вести и о чем думать, зависит результат-придет моя пассия на свидание или нет.
Вроде бы бред, блажь, дешевая мистика - ведь на самом-то деле девушка или уже подъезжает к месту свидания или находится далеко отсюда, навещая больного родственника. Тем не менее, в эту гипотезу я почему-то поверил (тем более, что возлюбленная выпорхнула из подземного перехода минут пять спустя) и потому к первой встрече с котом Шредингера, состоявшейся через несколько лет, оказался внутренне готов.
Квант и душа
"Хорошо, - скажет недоверчивый читатель. - Пусть все эти чудесные законы и действует в микромире, но человек ведь не пучок света и не электрон!" Вопрос о том, насколько правомерно переносить квантовые чудеса в область человеческого сознания, задавался далеко не единожды. Знаменитый психолог Карл Густав Юнг и один из создателей квантовой механики Вольфганг Паули посвятили ему совместный труд "Истолкование природы и психическая субстанция". В ней, в частности, Юнг ввел свое знаменитое понятие "синхроничность", обозначающее соответствия между психическими и физическими состояниями или событиями, между которыми отсутствует причинная связь. Наличие подобных аказуальных связей было вскоре обнаружено и в ходе физических экспериментов. А в повседневной жизни к подобным явлениям относится хорошо известный феномен телепатии.
Что касается взаимосвязи микромира и человеческого сознания, то на этот счет существуют разнообразные гипотезы и поразительные аналогии, часть из которых я приводил выше. Многие ученые (в том числе такие авторитеты как Джон фон Нейман или Роджер Пенроуз) убеждены, что человеческое сознание должно быть включено в физические уравнения. По существу же, принимать или не принимать квантовую реальность - личный вопрос веры и внимания каждого человека. Среди тех, кто помогает сомневающимся голосовать "за", особое место занимает блистательный американский писатель и мыслитель Роберт Антон Уилсон.
Уилсон, автор более чем тридцати книг, написанных в самых разных жанрах, превосходный стилист и эрудит, уникальный фантазер и юморист, ниспровергатель авторитетов, партизан онтологии (по собственному определению), бесспорно, заслуживает отдельного разговора. Здесь же замечу, что его самая знаменитая книга "Квантовая психология" посвящена как раз соответствиям психологии и квантовой механики.
На ее страницах Уилсон, являющийся тонким знатоком обеих дисциплин, проводя параллели между дуальностями "муж-жена" и "волна-частица", обнаруживает, что у человека не одна, а как минимум пять голов, иронично рассказывает о трагикомических последствиях ментальной ограниченности и отдает дань другим подобным темам. А также во всей красе описывает квантовые миры, в которых объективная и виртуальная реальность неразрывно связаны, а человек может творить с гораздо большей степенью свободы, чем ему представляется.
Пик Бома-Эверетта
Пока психология искала точки соприкосновения с квантовой механикой, последняя продолжала следовать своей дорогой. Появились новые идеи, развивающие, дополняющие, а подчас и противостоящие концепции отцов-основателей. Две самые амбициозные и интригующие гипотезы современной квантовой механики, о которых и пойдет речь ниже, объединяет желание их авторов обнаружить фундаментальное единство всех объектов Вселенной.
Теория скрытых и явных переменных Дэвида Бома подразумевает, что явный, всеми постигаемый мир вложен в другой, так называемый "свернутый", который сокрыт от человека и практически безграничен во времени и пространстве. Вселенная, предполагает Бом, создана по голографическому принципу, а наш привычный мир - всего лишь призрачная картинка, спроецированная из другого, вневременного порядка существования.
Исходя из этого, Бом был убежден в существовании динамической взаимосвязи всех вещей во вселенной. Если такая взаимосвязь и впрямь существует, то привычка человека разбивать мир на фрагменты и по любому поводу посыпать пеплом свою (тем более, чужую) голову выглядит заведомо бесперспективной. Допустим у вас маленькая зарплата или непослушное дитя - не стоит зацикливаться на самих фактах; важнее попытаться определить подоплеку тянущихся бедствий. Ибо в голографической вселенной ничего не происходит просто так.
Другая весьма популярная сегодня гипотеза в квантовой механике - теория множественных миров Хью Эверетта - должна быть хорошо известна любителям литературы, достаточно вспомнить имена Льюиса Кэрролла или Хорхе Луиса Борхеса. По Эверетту, различные картины мира существуют в необъятном квантовом пространстве, и лишь в сознании человека появляется единственная классическая реальность, называемая видимый мир.
Сознание, таким образом, есть инструмент самосохранения, ибо оно запускает человека в одну из множества реальностей и тем самым сохраняет ему способность к здравому восприятию и размышлению. При этом мы не в состоянии увидеть другие миры, так как они параллельны и не пересекаются с нашим. Впрочем, отдельные категории граждан, например, визионеры и младенцы, не лишены возможности посещать их.
Теория Эверетта вызывает у меня забавные воспоминания. Лет пять тому назад моя дочка, которой тогда было двенадцать, задала простенький вопрос: "Папа, а почему, если я долго думаю о чем-то плохом, что должно произойти (как, впрочем, и о хорошем), это уже на самом деле не происходит"? Я попытался ответить на него с помощью гипотезы множественных миров, которую Вика, кстати, восприняла с непритворным интересом.
Действительно, всерьез обдумывая какую-то проблему, связанную с ожидаемым событием, мы невольно попадаем в тот мир, где она решена в соответствии с нашими представлениями (или опасениями). Позднее, когда это событие, наконец, происходит, оно, как правило (за исключением случая повторного попадания снаряда в ту же воронку), обнаруживается человеком в любом другом из непредвиденных им миров. Теория Эверетта, кстати, предлагает оригинальное решение задачи о парадоксальном коте, который в одном из параллельных миров умер, а в другом жив, и экспериментатор всего-навсего выбирает один из них.
…Квантовая механика, перевернувшая в прошлом веке все представление человека о природе вещей, таит в себе еще множество загадок и имеет невероятный потенциал. И заодно неустанно напоминает людям, что окружающий мир не является безжалостным монстром, жестко диктующим свои условия. Мир готов к сотрудничеству - и никогда не поздно успеть сделать то, что еще вчера казалось невозможным.
Автор - Андрей Беликов