flib../b/776163 - Анафем 5917K - Стивенсон///
Приложения
Философские и научные идеи
///
Книга Джулиана Барбура «Открытие динамики» (Julian Barbour, The Discovery of Dynamics, в других изданиях название может отличаться, ISBN 978–0195132021) была одним из главных источников идей для моего более раннего проекта «Барочный цикл». Почти каждая страница «Анафема» несёт отпечаток его более поздней работы «Конец времени» (The End of Time, ISBN 978–0965040808).
Примечания и библиография к книгам Барбура позволили занять читателей на многие годы, но я особенно отмечу «Выразимое и невыразимое в квантовой механике» Джона Стюарта Белла (John Stewart Bell, Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics, ISBN 978–0521818629): собрание статей, включающее два точных и ясных объяснения того, что в «Анафеме» называется «мировыми путями» или «повествованиями». Эти объяснения можно найти в статьях, озаглавленных «Теория измерений Эверетта и волна де Бройля» (где, кстати, оспаривается многомировая интерпретация) и «Квантовая механика для космологов».
Всё в «Анафеме», относящееся к мировым путям, повествованиям и «Гемнову пространству» (это просто арбский термин для того, что на Земле называется фазовым или конфигурационным пространством), почерпнуто непосредственно у названных ученых или их предшественников. Понятие конфигурационного пространства восходит к трудам Жозефа Луи Лагранжа по обобщённым координатам и последующим дополнениям Уильяма Роуэна Гамильтона. Термин «фазовое пространство», согласно Википедии, был введен Уиллардом Гиббсом в 1901 г.; его можно рассматривать как дальнейшее обобщение трудов Лагранжа и Гамильтона.
Исключительно красивый рассказ о математической физике и особенно о принципах действия можно найти в книге Дэвида Оливера «Волшебный конёк физики» (David Oliver, The Shaggy Steed of Physics, ISBN 0–387–40307–8).
Метафизическая нить, связывающая «Анафем» и «Барочный цикл», начинается с «Монадологии» Готфрида Вильгельма Лейбница, доступной в переводе, в том числе и онлайн. На протяжении большей части восемнадцатого и девятнадцатого столетий эти идеи не пользовались популярностью, но в двадцатом веке послужили основой для «фоново-независимой» (бескоординатной) формулировки физики как в работах Барбура, так и в «Неприятностях с физикой» и «Трёх путях к квантовой гравитации» Ли Смолина (Lee Smolin, The Trouble With Physics, ISBN 978–0618918683; Three Roads to Quantum Gravity, ISBN 978–0465078363). В его же книге «Жизнь космоса» (The Life of the Cosmos, ISBN 978–0195126648) доступно объясняется, с какой невероятной точностью Вселенная приспособлена для поддержания жизни – тема, обсуждаемая на одном из мессалов. Впрочем, гипотеза Ли Смолина, почему так могло получиться, в «Анафеме» не затронута. Более того, он мог бы возразить против многих идей, выдвинутых на мессале, в особенности против утверждения фраа Джада, что время – иллюзия. Сделав эту оговорку, я хотел бы поблагодарить Ли Смолина за обсуждение части перечисленных здесь тем во время моей работы над книгой.
Дэвид Дойч, на мой взгляд, – самый красноречивый и убедительный защитник предложенной Хью Эвереттом многомировой интерпретации квантовой механики. Его (Дойча) книга «Структура реальности» (David Deutsche, The Fabric of Reality, ISBN 978–0140275414) долго лежала неоткрытой рядом с моим рабочим креслом, поскольку меня пугала сама концепция множественных миров, но когда я набрался мужества ее прочесть, я понял, что без неё не смог бы продвинуться с «Анафемом» (то, что Дойч называет мультивселенной, мои персонажи зовут поликосмом). Особенно интересным и полезным для меня в этой книге было упоминание философа Дэвида Льюиса, о котором я подробнее пишу ниже.
Труды Роджера Пенроуза важны для «Анафема» по крайней мере в пяти пунктах:
1. В «Новом уме короля» и «Тенях разума» (R. Penrose, The Emperor’s New Mind, ISBN 978–0192861986; Shadows of the Mind, ISBN 978–0195106466) Пенроуз утверждает, что работа мозга основана на квантовых эффектах. Эта точка зрения настолько спорная, что, как оказалось, ни с одним образованным собеседником её невозможно обсудить спокойно: немедленно всплывает множество побочных парадоксов, один другого интереснее. Научно-фантастическая картина «Анафема» основана на относительно скромном допущении, что в процессе естественного отбора возник мозг, который, оставаясь мягким комком плоти, тем не менее способен производить квантовые вычисления. Те читатели, которым не по вкусу конкретный механизм, предложенный Пенроузом, возможно, захотят прочесть книгу «Мозг, материя и квантовая механика» Генри Степпа (Henry Stapp, Mind, Matter, and Quantum Mechanics, ISBN 978–3540407614), где предложен механизм квантового мозга, в корне отличный от приведённого у Пенроуза.
2. В неопубликованной, неофициально циркулирующей рукописи и в своей книге 2004 года «Путь к реальности» (The Road to Reality, ISBN 0–09–944068–7) Пенроуз предложил новый способ графической записи математических выражений, использующий тензоры (математические объекты, широко применяемые в теории относительности и других разделах современной физики). Отталкиваясь от этой рукописи, Смолин и Ровелли обобщили схемы Пенроуза в спиновые сети и спиновую пену, которые легли в основу бескоординатной формулировки физики.
3. Пенроуз – убеждённый математический платон
///
Дэвид Льюис и множественность миров. Залта много занимался формами утверждений, что заставило его обратиться к трудам покойного философа Дэвида Льюиса. Залта и Лински обсуждают онтологию Льюиса в статье 1991 года «Майнонгианец ли Льюис?». Думаю, не ошибусь, сказав, что они принимают Льюиса всерьёз, но не соглашаются с ним. Льюис написал книгу «О множественности миров» (David Lewis, On the Plurality of Worlds, ISBN 978–0631224266) – название покажется знакомым читателям «Анафема», поскольку так же звался мессал, в котором участвовал фраа Эразмас. В ней Льюис закладывает основы модального реализма, метафизики, которая (если очень грубо её обобщить) утверждает, что все возможные миры существуют и не менее реальны, чем наш. Значение модального реализма для «Анафема» очевидно. Как уже говорилось, Дэвид Дойч упоминает труды Льюиса в своих работах о многомировой интерпретации квантовой механики.
Стоит упомянуть, что на работы Дойча и Залты я наткнулся, занимаясь совершенно разными линиями исследования. К первому меня привёл интерес к физике, ко второму – интерес к преемству Платон – Лейбниц – Гуссерль – Гёдель. Когда обнаружилось, что оба они пишут об одном философе, Дэвиде Льюисе, у меня возникло чувство (быть может, ложное), что круг волшебным образом замкнулся.
Есть, впрочем, и другие замкнувшиеся круги. В статье 1995 года «Натурализированный платонизм и платонизированный натурализм» Залта и Лински выдвигают теорию «целостного платонизма» в противоположность «дробному платонизму», как они называют доморощенную форму математического платонизма, разделяемую большинством математиков.
///
– Самманн тебе не рассказывал про машины светителя Грода?
– Нет. А что это?
– Синтаксический аппарат, построенный на
квантовой теорике. До Второго разорения наши и Самманна предшественники вместе работали над такого рода проектами. Машина светителя Грода исключительно хороша, когда надо одновременно перебрать множество возможных решений, например для задачи о ленивом страннике.
– Это та, где странствующий фраа должен посетить несколько матиков, разбросанных по карте случайным образом?
– Да, и задача в том, чтобы найти кратчайший путь, при котором он посетит все.
– Я, кажется, понял, о чём ты. Можно составить полный список всех возможных маршрутов…
– Но на такое решение уйдёт вечность, – сказал Ороло. – В машине светителя Грода можно создать своего рода генерализованную модель сценария, а затем настроить машину так, чтобы она рассматривала все возможные маршруты одновременно.
– То есть состояние такой машины не определено в любой наперёд заданный момент времени, а представляет собой суперпозицию
квантовых состояний.
– Да, как у элементарной частицы спин правый или левый. Она в обоих состояниях одновременно…
– Пока не появится наблюдатель, – сказал я, – и тогда волновая функция коллапсирует. Значит, в случае машины светителя Грода в конце концов появляется наблюдатель…
– И волновая функция машины коллапсирует. Её конечное состояние и есть ответ. Кажется, ита говорят «выход». – Ороло улыбнулся, произнося чужое жаргонное словцо.
– Я согласен, что мышление часто похоже на этот процесс, – сказал я. – У тебя в голове – каша из смутных соображений. Вдруг щёлк! Всё коллапсирует, остаётся один ясный ответ, и ты чувствуешь, что он правильный. Но нельзя списывать на
квантовые эффекты всё, что происходит внезапно.
– Да, – сказал Ороло. – Теперь ты понимаешь, к чему я клоню, говоря
о контрфактуальных космосах?
– Не понимал, пока ты не заговорил о
квантовой теорике, – сказал я. – Однако уже некоторое время было ясно, что ты разрабатываешь теорию сознания. Ты упомянул несколько разных явлений, знакомых каждому, кто заглядывал в себя – я не буду перечислять, – и пытаешься их объединить…
– Моя единая теория сознания, – пошутил Ороло.
– Да, и ты говоришь, что всё коренится в способности мозга строить внутри себя
модели контрфактуальных космосов, прокручивать их во времени, оценивать правдоподобность и так далее. Полный бред, если считать мозг обычным синапом.
– Согласен, – сказал Ороло. – Только на создание этих моделей потребовались бы огромные вычислительные мощности, не говоря уже о прокрутке. Природа должна была отыскать более эффективные способы.
– И тут ты выложил
квантовую карту, полностью изменившую игру. Достаточно постоянно иметь в голове одну генерализованную модель космоса – вроде той карты, с помощью которой машина светителя Грода решает задачу о ленивом страннике. Модель существует в большом количестве возможных состояний, и ты можешь задавать ей самые разные вопросы.
– Я рад, что теперь ты понимаешь это так же, как и я, – сказал Ороло. – У меня только одна мелкая придирка.
– Начинается, – проговорил я.
– Иначеские традиции живучи, – сказал Ороло. – И одна из старейших традиций – учить фидов
квантовой теорике так, как открывали её теоры во времена Предвестий. Тебя, Эразмас, учили так же. Даже не будь мы знакомы раньше, я бы понял это по твоему словарю: «представляет собой суперпозицию
квантовых состояний», «наблюдение ведёт к коллапсу волновой функции» и так далее.
– Да. Я вижу, к чему ты клонишь. Целые ордена теоров, существующие не одну тысячу лет, используют совершенно другие модели и терминологию.
– Да, – сказал Ороло. – Угадай, какая модель, какая терминология мне ближе?
– Наверное, чем поликосмичнее, тем лучше.
– Конечно! Поэтому всякий раз, как ты принимаешься обсуждать
квантовые явления в старой терминологии…
– В версии для фидов?
– Да. Я вынужден мысленно переводить твои слова на язык поликосмизма. Например, в случае частицы с правым или левым спином…
– Ты сказал бы, что в момент наблюдения – когда спин повлиял на остальной космос – происходит бифуркация, и космос разветвляется на два отдельных, причинно независимых космоса, которые дальше живут сами по себе.
– Ты почти понял. Однако лучше сказать, что до наблюдения оба космоса существуют и между ними есть слабая интерференция. А после наблюдения начинают жить сами по себе.
– А теперь, – сказал я, – мы можем поговорить о том, какой это, по мнению большинства, бред.
Ороло пожал плечами.
– И тем не менее очень многие теоры рано или поздно приходят к этому представлению, потому что другие в конечном счёте оказываются ещё бредовее.
– Ладно. Кажется, я знаю, что дальше. Ты хочешь, чтобы я переформулировал твою теорию мозга в терминах поликосмической интерпретации
квантовой теорики.
– Если тебя не затруднит, – сказал Ороло с лёгким поклоном.
– Ладно. Предполагается, что в мозг загружена довольно точная модель космоса, в котором он находится.
– По крайней мере, части этого космоса. Ему не нужна, например, хорошая модель далёких галактик.
– Хорошо. И в терминах старой интерпретации, которой учат фидов, состояние модели представляет собой суперпозицию многих возможных настоящих и будущих состояний нашего космоса – или хотя бы его модели.
Ороло поднял палец.
– Не нашего космоса, а…
– Гипотетических альтернативных космосов, слегка отличающихся от нашего.
– Отлично. И как же работает генерализованная модель космосов, которую каждый из нас носит в голове?
– Понятия не имею! Я ничего не знаю про нервные клетки. Что они там делают, чтобы создать модель, и что меняют, чтобы представить гипотетические сценарии.
– Справедливо. – Ороло поднял обе руки, чтобы остановить мою возмущённую речь. – Давай выведем нервные клетки из рассмотрения. В модели важно что?
– То, что она существует во многих состояниях одновременно и время от времени её волновая функция коллапсирует, давая полезный результат.
– Да. И как это выглядит в поликосмической интерпретации
квантовой теорики?
– Суперпозиции больше нет. Волновая функция не коллапсирует. Просто в реальных параллельных космосах существует много разных копий меня – или моего мозга. Модель космоса в каждом из параллельных мозгов находится в одном определённом состоянии. И они взаимодействуют друг с другом.
Он дал мне минутку, чтобы это переварить. И до меня дошло. Как то, о чём мы говорили раньше, – хлоп, и всё оказалось у меня в голове.
– Даже и модель больше не нужна, верно?
Ороло только кивнул, улыбнулся и сделал движение рукой, приглашая меня продолжать.
Я продолжил – осознавая по мере того, как говорю:
– Так всё гораздо проще! Моему мозгу больше не надо нести в себе страшно подробную, точную, гибкую модель космоса, поддерживающую
квантовые суперпозиции! Достаточно воспринимать свой космос как он есть!
– Вариации – мириады возможных альтернативных сценариев – переносятся из мозга, – Ороло постучал себя костяшками пальцев по голове, – в поликосм, где они так и так существуют! – Он раскрыл руку и поднял её к небу, словно выпуская птицу. – Их надо только воспринять!
– Но варианты у меня не изолированы друг от друга, – сказал я, – иначе бы это не работало.
Ороло кивнул.
– Разные версии твоего мозга связывает
квантовая интерференция – перекрёстные наводки между сходными
квантовыми состояниями.
– Ты говоришь, что моё сознание распространяется на другие космосы, – сказал я. – Смелое заявление!
– Я говорю, что всё распространяется на другие космосы. Так следует из поликосмической интерпретации. Единственное отличие мозга – в том, что он научился этим пользоваться.
///
органические молекулы Геометров всё-таки способны взаимодействовать с нашей обонятельной системой, – заключила она. – Интересный результат. Теоры изнывают от нетерпения в ожидании ответа – поскольку некоторые из этих реакций имеют
квантово-механический характер.
– Наши
носы –
квантовые приборы?
– Да! – сказала Мароа с сияющим видом. – Малоизвестный факт. – Она встала и подняла с пола шлем. – Это полезные сведения. Мы сможем получить образец тела и проверить его действие на обонятельную ткань в лаборатории.
///
Расшифровал ли Ороло тайное послание в пении тысячелетников? Однако я боялся выставить себя дураком. – Он думает… думал, что вы разработали некий праксис. Невольно напрашивается мысль, что этим объясняется ваше долголетие.
– Разрушительное действие радиации можно свести к взаимодействию между элементарными частицами – протонами, нейтронами – и молекулами облучаемого организма, – заметил Джад.
–
Квантовым событиям, – сказал я.
– Да. Клетка, в которой только что произошла мутация, и клетка, в которой этой мутации не произошло, лежат в повествованиях, разделённых лишь одной развилкой в Гемновом пространстве.
– Старение, – сказал я, – следствие ошибок в считывании генетических цепочек, то есть тоже
квантовых событий.
///
Атамант утверждал, что сознание, а не оборудование – первичная реальность. Космос состоит из материи и сознания. Уберите сознание – останется прах; добавьте сознание, и у вас будут предметы, идеи, время. История долгая и непростая, но в конце концов Атамант нащупал плодотворный подход, основанный на поликосмической интерпретации
квантовой механики. Вполне естественно, он применил этот подход к своему излюбленному объекту…
–
Медной миске?! – изумился Лодогир.
– Комплексу явлений, составляющих его восприятие медной миски, – поправил Ж’вэрн, – и объяснил их следующим образом.
Затем Ж’вэрн (непривычно разговорчивый в этот день) прочёл нам кальк о том, к чему пришёл Атамант, размышляя о миске. Как он и предупреждал, это в основных чертах напоминало диалог, который я пересказал чуть раньше, и вело к тому же основному выводу. Настолько, что я даже поначалу удивился, чего ради Ж’вэрн всё это излагает. Напрашивалась мысль, что он просто хочет показать, какой Атамант был умный, и заработать для матарритов несколько лишних баллов. Как сервент я мог свободно входить и выходить. Наконец Ж’вэрн добрался до предположения, которое мы слышали раньше:
что мыслящие системы вовсю используют интерференцию между космосами, чьи мировые пути недавно разошлись.
Лодогир сказал:
– Пожалуйста, объясните мне вот что. Мне казалось, что интерференция, о которой вы говорите, возможна только между двумя космосами, одинаковыми во всём, кроме
квантового состояния одной частицы.
– Это то, что мы можем проверить и подтвердить, – сказала Мойра, – поскольку именно описанная вами ситуация изучается в лабораторных экспериментах. Относительно несложно построить аппаратуру, воплощающую такой сценарий: «у частицы спин вверх или вниз», «пролетит фотон в левую щель или в правую».
– Как я рад слышать! – воскликнул Лодогир. – Я боялся, что вы объявите, будто эта интерференция и есть Гилеин поток.
– Думаю, да, – сказал Ж’вэрн. – Это должен быть он.
Лодогир возмутился:
– Секунду назад суура Мойра объяснила, что экспериментально подтверждена лишь интерференция между космосами, отличающимися состоянием одной частицы! Гилеин поток,
согласно тем, кто в него верует, соединяет абсолютно разные космосы!
– Если смотреть на мир в соломинку, вы увидите лишь крохотную его часть, – сказал Пафлагон. – Эксперименты, о которых говорила Мойра, вполне хороши, более того, по-своему превосходны, но они говорят нам только о системах с одной частицей. Если бы мы придумали более совершенные опыты, мы бы, вероятно, увидели и другие явления.
Фраа Джад бросил салфетку на стол и сказал:
– Сознание усиливает слабые сигналы, которые, как протянутая между деревьями паутина, связывают повествования между собой. Более того, усиливает избирательно и таким образом, что возникает положительная обратная связь, направляющая повествования.
В наступившей тишине слышно было только, как Арсибальт записывает это мелом на стене. Я проскользнул в мессалон.
– Не могли бы вы развернуть ваше утверждение? – спросила наконец суура Асквина. Она взглянула на Арсибальтову запись и добавила: – Для начала, что вы подразумеваете под усилением слабых сигналов?
Фраа Джад, судя по выражению лица, не знал, с чего начать, и не хотел утруждаться. Выручила Мойра:
– «Сигналы» –
взаимодействие между космосами, отвечающее за квантовые эффекты. Если вы не согласны с
поликосмической интерпретацией, то должны отыскать этим эффектам другое объяснение. Но если вы с ней согласны, то установленные факты
квантовой механики требуют принять допущение, что космосы, лежащие на близких мировых путях, взаимодействуют. Если взять один конкретный космос, то это взаимодействие можно интерпретировать как сигнал – довольно слабый, поскольку он затрагивает лишь несколько частиц. Они могут быть внутри безвестного астероида, и тогда ничего существенного не произойдёт. А могут быть в некоем критическом участке мозга, и тогда «сигнал» изменит поведение живого организма, которому этот мозг принадлежит. Организм сам по себе неизмеримо больше тех объектов, на которых обычно сказывается
квантовая интерференция. Вспомним, что есть сообщества таких организмов и некоторые сообщества создают технологии, способные изменить мир; тогда мы поймём слова фраа Джада
о свойстве сознания усиливать слабые сигналы, связывающие между собой космосы.
Автор