Космологические коаны. Путешествие в самое сердце физической реальности - Энтони Агирре

в вероятности исхода, весьма нелегко. При таком трудном выборе нужно учесть множество факторов — например, насколько важно то, что перерыв стражника длится дольше обычного, а если это и впрямь важно, то как это учесть?

Эти разные подходы к определению вероятностей (помимо практических различий между ними) соответствуют разным взглядам на саму реальность. До какой степени мир таков, каким он является на самом деле — то есть независимым от нас, а в какой степени он создается наблюдателем, который проводит испытания, ищет объяснения и воздействует на него? Различие становится особенно тонким, когда речь идет о вероятностном описании мира P(s), в котором ничего не исчезает. В частности, в ходе эволюции самой системы ничто не может пропасть или быть в нее привнесено, а вот мы можем потерять или добавить информацию об этой системе. Если, например, мы сделаем очень подробные измерения системы и убедимся, что она находится в состоянии S, тогда, независимо от того, какая вероятность P была до измерений, мы скажем, что вероятность P(s), оцененная после измерений для состояния s = S, будет равна 100 % и нулю для всех остальных состояний.

Таким образом, мы можем сказать, что если мы приписали системе вероятность P(s), а затем предоставили систему самой себе, P(s) будет трансформироваться по унитарному закону и сохранять свой уровень информации. Но любое взаимодействие с системой, которое дает нам повод изменить P(s), сделает это по определению, причем так, что данное изменение не будет охвачено ее унитарной эволюцией. Это может привести как к увеличению информации, связанной с системой, так и к ее уменьшению. В этом смысле классическая физика просто слегка морочит вам голову, рассказывая не только про то, как объективный мир эволюционирует, но и про то, как ваш субъективный взгляд на него меняется между измерениями.

Тем не менее остается вопрос: насколько вероятность P(s) определяется внешним миром, а насколько — нашим взглядом на него? И нигде этот вопрос не стоит так остро, как в квантовой механике.

Является ли квантовое состояние эпистемическим описанием нашего знания или понимания мира как набора вероятностей P(s), за которым может скрываться некая глубокая реальность, куда нам почему-то запрещен непосредственный доступ? Если дело обстоит именно так, то когда мы запрашиваем информацию, мы меняем это состояние, поскольку в действительности оно является состоянием сознания.

Или же квантовое состояние — это онтическая объективная характеристика мира, как, например, состояние s, описывающее положение множества атомов? В этом случае вероятности будут порождаться единственным квантовым состоянием, соответствующим, однако, множеству разных описаний, сделанных разными наблюдателями вроде нас, с учетом того, что мы не способны быть одновременно больше чем одним наблюдателем. Таким образом, мы — как данный наблюдатель за системой в настоящий момент — вынуждены приписывать всего лишь вероятность тому, что именно мы будем наблюдать за системой и в будущем. (Отсюда возникает огорчительное следствие, что есть и другие наблюдатели, которые, по сути, такие же, как и мы, и которыми мы в конечном итоге не станем.)

Также вероятностный характер квантовой механики запутывает все проблемы, над которыми мы бились и которые касаются классической физики, операторов эволюции и вероятности P (s), превращая их в огромный клубок тонких и совершенно непостижимых парадоксов. Является ли квантовомеханическое описание мира детерминистским? И да, и нет. Унитарно ли оно? И да, и нет. Существует ли одновременно объективная и субъективная версии мира? И да, и нет — или и нет, и да. Одно из двух.

Проблема состоит в том, что теперь есть две интерпретации вероятности, причем каждая из них требует некоторой позиции по отношению к тому, как понимать реальность. В коане «РАЗДЕЛЕНИЕ МИРОВ» мы уже говорили о том, что само квантовое состояние можно интерпретировать и как объективное (онтическое), и как субъективное (эпистемическое). Но теперь мы можем также приписать вероятности разным квантовым состояниям. Как мы видели и в коане «РАЗДЕЛЕНИЕ МИРОВ», и на третьей странице поэм в коане «ЧЕГО НЕЛЬЗЯ УЗНАТЬ», мы не можем быть уверенными в том, какой ответ даст система на конкретный вопрос, поскольку она находится в состоянии суперпозиции. Или же мы не можем быть уверены в самом состоянии, требующем от нас приписать вероятности различным квантовым состояниям. Возможно, эта неопределенность проистекает из нашей неосведомленности, или из того, что мы изолировали систему от окружающей ее среды, или из чего-либо еще. В любом случае, если мы присваиваем вероятности состояниям[66], мы можем спросить, что в точности они означают (да вдобавок мы не знаем точно, что означает вероятностная природа самого квантового состояния[67]).

Когда вы смотрите на привычный предмет в повседневной жизни, вы, даже зная, что ваши органы чувств несовершенны, интуитивно понимаете, что предмет, о котором говорят, что он «там», — это вполне определенный предмет. Потому-то так тревожно осознавать, что самое основное, фундаментальное описание этого объекта дается не просто в терминах вероятностей, а в терминах вероятности его вероятностного состояния. То есть что объект может быть частично «там», а частично «здесь».

Так что мир «там» является гораздо менее определенным, чем мы зачастую думаем.

И, конечно же, мир «здесь», что бы мы о нем ни думали, является зачастую гораздо менее определенным, чем мир «там».

22. Каждое утро новая Вселенная

(Монастырь Ганден, Тибет, 1612 год)

Несмотря на то, что твоя комнатка была совсем крошечной и холодной, из нее открывался прекрасный вид на реку Лхаса, протекающую через долину. И каждое утро река была не такой, как накануне.

По-настоящему не такой. Не только в смысле «увиденной новыми глазами» (как сказал бы Трипа Драгпа), но и физически другой: множество ручейков, песчаных отмелей и крошечных островков изо дня в день заметно смещались и вся картина от недели к неделе менялась.

Ты обращаешь внимание на то, что структура реки оставалась практически прежней там, где долина сужалась и вся вода устремлялась в одно пробитое в горных породах русло. Зато там, где долина расширялась, у реки возникало множество протоков, которые то сливались, то разделялись, образуя замысловатый узор.

Тем не менее во время своих дневных наблюдений ты никогда не замечаешь этих изменений. Сначала ты думаешь, что не можешь заметить их потому, что они происходят слишком медленно, но, приглядевшись повнимательнее, понимаешь, что река меняется по ночам.

Поэтому в ближайшее полнолуние ты садишься и наблюдаешь, наблюдаешь, наблюдаешь. И около полуночи ты видишь: вода все поднимается и поднимается, и наконец возникает мощный поток, который быстро проносится по реке. Когда