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

Итак, если вдуматься, «вещи», которые мы ценим, «состоят» из порядка, появившегося как результат разворачивавшегося во времени процесса. Но все же кажется, что они — нечто большее, чем такая информация. Если у вас есть точный план — вплоть до молекул, вплоть до квантового состояния — некоего наноструктурного устройства, сделанного из золота, есть ли у вас само это устройство? Инстинктивно мы скажем: нет! Правда, если имеются два объекта и каждому элементу одного объекта соответствует один-единственный элемент другого объекта (и наоборот), мы говорим, что эти объекты изоморфны. Такие необычные слова математики используют, когда хотят сказать: «это одно и то же». В чем же разница между квантовым состоянием «на бумаге» и квантовым состоянием наноустройства[142]? Можно сказать, что первое — это закрепление (на бумаге, на жестком диске или в памяти человека) некоего объема информации. А второе мы называем «реальным» состоянием системы, состоящей из атомов или элементарных частиц.

Хотя — что такое элементарная частица? Стивен Вайнберг, один из крупнейших специалистов в области физики элементарных частиц, говорит[143]: «Предположим, посторонний человек спросит: „Что такое элементарная частица?“ Я буду вынужден признать, что этого на самом деле никто не знает». Вайнберг имеет в виду, что атом, который характеризуется всего несколькими числами, ведет себя совсем как элементарная частица. Но это верно только до тех пор, пока, внимательно приглядевшись, ты не поймешь, что это — упорядоченная структура из протонов, нейтронов и электронов. А протон представляется элементарной частицей, пока при дальнейших исследованиях не выяснится, что он составлен из кварков. Являются ли кварки и электроны действительно фундаментальными частицами? Вероятно, нет. Размер этих частиц слишком мал, и мы не можем исследовать их, чтобы выяснить это.

Но предположим, что это так. Пусть нет никакого смысла в том, что кварки или электроны — это «упорядоченные структуры», состоящие из других частиц. Тогда остается вопрос: «Чем является электрон?» Есть почти непреодолимое искушение считать его крошечным кусочком вещества. Согласно самым современным представлениям физики элементарных частиц, электрон — это возбуждение электронного поля, заполняющего все пространство-время. Это очень напоминает свет — волну или частицу, являющуюся возбуждением электромагнитного поля, или океанскую волну, которая представляет собой возбуждение воды в океане. Но есть и принципиальная разница. Если вы спросите, из чего сделан океан — какова его природа? — то правильный ответ: океан сделан из воды. Если вы спросите, какова природа электронного поля, ответ будет таким: «Электронное поле — нечто реально существующее, способное создавать и уничтожать электроны!» Достаточно неприятный ответ, возвращающий нас в исходную точку.

Итак, мы перестроимся и спросим опять: «Что такое электрон?» Другой ответ на языке математики звучит так: «Это объект, заданный фиксированным набором математических „симметрий“, действующих определенным образом в соответствии с неким набором специфических чисел, которые определяются в момент измерения, производимого над системой. Для электрона эти числа суть „лептонное число“, равное 1, заряд, равный и противоположный по знаку заряду протона, и масса, составляющая 1/1836 массы протона. И больше никаких атрибутов, неотъемлемых признаков, у электрона нет».

В свою очередь, что же из себя представляют эти атрибуты? Только ответы на заданные вопросы — и ничего больше. Есть разнообразные возможные квантовые состояния. Те из них, которые принадлежат определенному классу с определенным набором возможных ответов на вопросы, мы называем квантовыми состояниями электрона. На самом деле, больше ничего и нет. Нет иного способа «добраться» до электрона, чем задавать вопросы, ответы на которые идентифицируют его как электрон. Квантовая теория убедительно показывает, что кроме квантового состояния нет ничего — ничего, не учтенного квантовым состоянием, нет субстанции, которую оно описывает. Квантовое состояние предоставляет возможные ответы на вопросы, и в нем действительно нет другого содержания. В этом смысле электрон — это своего рода упорядоченность определенного типа, проявляющаяся при измерениях и наблюдениях, которые выполняем мы. Это скорее паттерн, шаблон, а не субстанция. Это порядок, но в самом чистом, отлитом в определенную форму виде.

Таким образом, происходит нечто странное. Мы делим вещи, дробим их на все более и более мелкие части, но затем, когда мы их исследуем, оказывается, что их нет. Есть только упорядоченные структуры из них.

Тогда чем же являются такие вещи, как лодка, или ее парус, или ваши ногти? Что они из себя представляют?

Если вещи — это формы форм, которые сами формы форм, и если формы — это порядок, а порядок определяется нами (описывающими макросостояния), историей (актуализирующей их) и Вселенной (являющейся фундаментом порядка), тогда, как кажется, эти формы сами по себе не существуют. Складывается впечатление, что они существуют только как созданные и связанные с нами и со Вселенной. Они, как сказал бы Будда, — пустота.

45. Чистое лазурное небо

(Внутренняя Монголия, 1614 год)

Рассудком ты понимаешь, что на самом деле небо здесь не может быть больше, чем в любом другом месте, где ты побывал: оно занимает примерно половину окружающей тебя сферы. Но иногда оно, вне всякого сомнения, кажется бескрайним, растянувшимся от горизонта до горизонта убегающей вдаль степи.

Ты замечаешь это во время одного из редких привалов. Твой монгольский проводник, взглянув на небо, отвечает: «Говорят, что в чистом лазурном небе существует все земное, но там оно совершенно и вечно. Мы возвращаемся туда, когда закончилось наше время здесь».

Его ответ тебя заинтриговал. «Из чего же они сделаны, эти живые существа, населяющие ясное небо?» — спрашиваешь ты.

«Ну, они ни из чего не сделаны, — отвечает он. — Это сама суть вещи, отделенная от ее материальной формы». Ты, вспомнив древних греков, идеи которых подробно обсуждал с Галилео, спрашиваешь: «Значит, ты считаешь, что в огромном лазурном небе есть много такого, что не отображается здесь, на Земле?»

«Хм, должно быть, так, — соглашается монгол, — поскольку я могу представить себе много, очень много вещей, кажущихся настолько же реальными, как те, которые отображаются на Земле».

«Я думаю, мой наставник Галилео считает так же. Он говорит о „Книге природы“, описывающей устройство мира, и верит, что мир меняется, но правила, изложенные в этой книге, нет». Ты поворачиваешься к монаху из вашей группы, проделавшему вместе с тобой весь пути от Гандена: «Как ты думаешь, Трипа Драгпа считает, что сама дхарма вечна и неизменна?»

Монах улыбается: «Да, он считал, что это — истина, но затем передумал».

Какое-то время назад я сформулировал теорему…

Леонард Эйлер[144]

В 1687 году Ньютон