Мультиверс. Размышления над книгой Д. Дойча "Структура реальности"

С.И. Доронин

Отталкиваясь от книги Д. Дойча "Структура реальности", попытаюсь изложить мое личное понимание концептуальных основ квантовой механики (КМ) и выскажу свое отношение к концепции мультиверса (в терминологии Д. Дойча).

Сразу отмечу, что книга мне не понравилась, возможно, из-за того, что подсознательно я рассчитывал на нечто большее от человека, стоящего у истоков квантовых вычислений. Ключевой момент заключается в том, что, на мой взгляд, многомировая интерпретация КМ, в том виде, как она изложена у Эверетта, Дойча, Менского - это не квантовая механика вовсе. Возможно, я выразился довольно резко и категорично, но сделано это преднамеренно для того, чтобы подчеркнуть отличие моего понимания КМ от ее многомировой интерпретации. Авторы этих моделей хоть и признают, что окружающий нас мир является квантовым в своей основе, но не решаются на деле поставить КМ в основу реальности. Они всего лишь пытаются ухватить некоторые отдельные черты этой квантовой реальности, моделируя ее в виде совокупности классических миров, где вся квантовая механика, вся "квантовость", содержится лишь в незначительном взаимодействии, "интерференции" между этими реально существующими "параллельными" классическими мирами.

На примере книги Д. Дойча это проявляется со всей очевидностью. С одной стороны мы видим неоднократное указание на то, что окружающий нас мир является квантовым:

все физические процессы являются квантово-механическими…
классическая физика несовместима с результатами бесчисленных экспериментов…
классическая физика несовместима с интуицией…
реальность квантово-механическая…
реальность подчиняется не классической, а квантовой физике…
в квантово-механической среде происходит гораздо больше, чем (буквально) видит глаз…
время всегда было квантовой концепцией…

И т.д.

Мы видим даже такую многообещающую фразу:

Все быстро признали, что новая теория требует радикального отхода от классической концепции структуры реальности.

Но на деле, к сожалению, этого не происходит. Все сводится лишь к банальной совокупности все тех же классических миров.

Приведу несколько цитат, подтверждающих этот неутешительный вывод. Какой же представляется реальность в данной книге?

…на данный момент представляется, что существует два вида фотонов, один из которых я временно назову реальными фотонами, а другой теневыми фотонами. Первые мы можем увидеть или обнаружить с помощью приборов, тогда как вторые - неосязаемы (невидимы): их можно обнаружить только косвенно через их воздействие на видимые фотоны. (Далее мы увидим, что между реальными и теневыми фотонами не существует особой разницы: каждый фотон осязаем в одной Вселенной и не осязаем во всех параллельных Вселенных - но я опережаю события).
… мы могли бы назвать совокупность теневых частиц параллельной Вселенной, ибо теневые частицы оказываются под воздействием реальных частиц только через явление интерференции. Но мы можем сделать ещё лучше. Оказывается, что теневые частицы разделяются между собой точно так же, как отделяется от них вселенная реальных частиц. Другими словами, они образуют не одну однородную параллельную вселенную, гораздо большую чем реальная, а огромное количество параллельных вселенных, каждая из которых по составу похожа на реальную и подчиняется тем же законам физики, но отличается от других расположением частиц.
…
Основная идея заключается в том, что интерференция одной частицы определенно исключает возможность существования только реальной вселенной, которая нас окружает. А факт существования такого явления интерференции неоспорим.
…
Более экзотический вариант этой же по сути идеи заключается в следующем. "Реальный фотон осязаем, теневой фотон - это просто способ возможного, но не осуществленного поведения реального фотона. Тогда квантовая теория заключается во взаимодействии реального с возможным"…
Ключевой момент состоит в том, что реальный, видимый фотон ведет себя по-разному в соответствии с тем путем, который открыт где-то в аппарате, чтобы пропустить что-то, что, в конце концов, задержит видимый фотон. Что-то перемещается по этим путям, и отказаться называть это "реальным" все равно, что играть в слова. "Возможное" не может взаимодействовать с реальным: несуществующие объекты не могут изменять траекторию движения существующих. Если фотон отклоняется от своей траектории, на него должно что-то воздействовать, и это что-то я назвал "теневым фотоном". Название ещё не делает это реальным, но не может быть, чтобы действительное событие, как-то: появление и обнаружение реального фотона, - было вызвано воображаемым событием, тем, что фотон "мог сделать", но не сделал. Причиной других событий может стать только то, что действительно происходит. Если сложное движение теневых фотонов в эксперименте с интерференцией было бы просто возможностью, которая на самом деле не имела места, то наблюдаемое нами явление интерференции в действительности не произошло бы.
…
В первом приближении мультиверс подобен огромному количеству сосуществующих и мало взаимодействующих пространств-времен.
…
Мы существуем во множестве вариантов, во вселенных, называемых "моментами". Каждый вариант нас не осознает другие напрямую, но обладает свидетельством их существования потому что законы физики связывают содержимое различных вселенных. … Все моменты физически реальны. Весь мультиверс физически реален. Ничто больше не реально.
… мультиверс … очень незначительно взаимодействует с нами через эффекты интерференции.
… взаимный обмен информацией между вселенными ничтожно мал, потому что законы физики предсказывают в этом случае очень маленький случайный контакт между ними.

Я специально выделил одну из фраз, возможно в ней заключен источник моего несогласия с моделью многомировой интерпретации. Приведу ее еще раз: " "Возможное" не может взаимодействовать с реальным: несуществующие объекты не могут изменять траекторию движения существующих. … Причиной других событий может стать только то, что действительно происходит. " По сути дела здесь делается очень сильное и, на мой взгляд, совершенно необоснованное утверждение о том, что "возможное", т.е. квантовая основа реальности никак не проявляется в окружающем мире. С моей точки зрения, это есть ничто иное, как отказ от квантовой основы реальности, это нивелирование КМ и сведение ее роли к совершенно незначительному, второстепенному и малозаметному вкладу в структуру реальности. От квантовой механики остается лишь "малое взаимодействие" между параллельными, но по-прежнему классическими мирами, которое приходится оставлять, чтобы объяснить, например, интерференцию.

На фоне предыдущих высокопарных слов о значительной роли КМ в окружающем мире, такая модель выглядит довольно непоследовательно, т.к. в ней практически ничего не остается от этой самой квантовой механики. Мне кажется, что если уж ты сказал "а", что " реальность квантово-механическая ", то будь добр, сказать и "б", что в основе реальности лежит не действительное, а "возможное", и именно оно играет ключевую роль в структуре реальности, не только определяя классическую картину мира, но и активно воздействуя на него через квантовые корреляции, поскольку в этом случае именно квантовые корреляции было бы более последовательно считать "источником и составной частью" реальности.

В этом отношении модель М.Б. Менского тоже далеко не уходит. В ней по-прежнему предполагается, что существуют параллельные классические миры "…все альтернативы (все эвереттовские миры) одинаково реальны" (УФН, 171 (4), 459 (2001) ), с небольшим дополнением, что "функция сознания состоит в том, чтобы выбрать один из альтернативных эвереттовских миров". И в подтверждение моих слов следует фраза, которая не оставляет сомнения в его позиции: "Лишь после того, как выбор сделан, возникает определенная картина происходящего, описываемая языком классической физики" (выделено мной) (УФН, 170 (6), 631 (2000) ).

В последней фразе уже содержится указание на первое основное отличие многомировой интерпретации от моего понимания КМ. Я пытаюсь утверждать, что "картина происходящего, описываемая языком классической физики" - в значительной степени неполная картина, именно потому, что окружающий нас мир - не классический, а квантовый в своей основе. Квантовый характер реальности проявляется не в слабых взаимодействиях классических параллельных миров, а изначально присущ самой структуре реальности. Реальность - вовсе не множество классических миров, а единый квантовый мир. Что по большому счету не исключает существование параллельных миров, но их совокупность не является основой реальности. Они могут быть лишь наблюдаемы как отдельные классические миры, если существует согласованное внимание наблюдателей, направленное на определенные классические корреляции. При этом в своей основе, в чисто квантовом состоянии, все эти миры едины.

Однако вернемся к книге Д. Дойча. Что еще настораживает при ее прочтении, это то, что в ней практически не употребляются понятия квантовых корреляций и не указывается их основная отличительная особенность - нелокальность. Несмотря на наличие утверждения, что "классическая физика несовместима с результатами бесчисленных экспериментов", попросту игнорируется следствие, которое вытекает из этих экспериментов - о том, что окружающий мир не может быть полностью описан в рамках локальных теорий, о том, что структура реальности не только квантовая - но, как следствие, и нелокальная в своей основе. Вместо этого совершенно не к месту идут восторженные слова о теории относительности Эйнштейна, о его теории гравитации, о теории Дарвина, о теории Большого Взрыва и т.д., все они уж точно никак не соотносятся с нелокальностью окружающего мира, и являются частными случаями классического описания реальности. Хотя возможно, в рамках многомировой интерпретации КМ, это выглядит и оправданно, и лишний раз свидетельствует о том, что идея мультиверса, это всего лишь частный случай классической физики, а никак не квантовой. Поэтому понятно, что квантовые корреляции в многомировой интерпретации играют незначительную роль "посредника" между параллельными мирами, и уже никак не могут рассматриваться процессы перехода от квантовых корреляций к классическим, а также обратные процессы.

Отсюда второе отличие многомировой интерпретации КМ от моего подхода. Я считаю, что именно процессы перехода от квантовых корреляций к классическим, и наоборот, являются основными процессами в структуре реальности. Не классический процесс расширения Вселенной в результате Большого Взрыва, а квантовый процесс перехода от чистого запутанного состояния к классическому, лежит в основе космологии и всей структуры реальности. Не сжатие Вселенной в точку ожидает нас в далеком будущем, а процесс перехода от максимально-классического состояния в чисто-квантовое состояние. Наряду с этими глобальными процессами происходят локальные процессы перехода между классическими и квантовыми корреляциями, при этом каждый объект содержит в себе корреляции обоих типов и участвует в этом процессе.

Я вижу одно небольшое оправдание для Д. Дойча относительно этого вопроса. Его книга была издана в 1996 г., а написана была еще раньше, т.е. в то время он еще не застал широкого научного обсуждения этих вопросов, начавшееся после публикаций Ч. Беннетта (1993-1996). Который ввел понятие мер запутанности (запутанность формирования, дистиллируемая запутанность), указал на существование процесса, обратного декогеренции, и возможность его экспериментальной реализации (протокол очищения запутанности). После чего возник буквально шквал научных работ, посвященных различным количественным характеристикам (мерам) запутанности и ее динамике, т.е. процессам перехода от классического состояния в квантовое (очищение запутанности) и обратным процессам (декогеренция).

Помимо этих основных замечаний книга Д. Дойча вызывает некоторое небольшое недоумение по мелким вопросам. Например, он, стоящий у истоков квантового компьютера, вроде понимающий его основные отличительные особенности и преимущества, как-то недооценивает наш головной мозг:

Часто предполагают, что мозг может быть квантовым компьютером и что его интуиция, сознание и способности к решению задач могут зависеть от квантовых вычислений. Возможно, это и так, но я не знаю ни свидетельств, ни убедительных аргументов в пользу этого. Я ставлю на то, что мозг, если его рассматривать как компьютер, является классическим компьютером.
…
Сейчас, как я уже сказал, я считаю, что мозг - это классический, а не квантовый компьютер, поэтому я не жду объяснения сознания как квантово-вычислительного явления некоторого рода.

Но это уже другая тема, и более подробно рассмотрим ее чуть ниже (см. следующие статьи).

|Домой|