Павел Амнуэль - Вселенные: ступени бесконечностей

• Название: Вселенные: ступени бесконечностей
• Автор: Павел Амнуэль
• Жанр: Прочая научная литература

Эта книга — научная фантастика, но это не художественная проза.

Это научно-популярная книга, но большая часть научных идей и достижений, которые она популяризирует, — фантастика.

Книга написана в еще не существующем жанре фантастической научной популяризации. Она рассказывает о науке, зарождающейся на наших глазах. Науке, о которой физики спорят и еще не пришли к общему мнению. Наука эта призвана ответить на фундаментальные вопросы бытия. Живем ли мы в лучшем из миров? Существуют ли вообще другие миры, кроме нашего?

В 2057 году исполнится сто лет со дня выхода из печати статьи американского физика Хью Эверетта, вызвавшей споры, продолжающиеся и в наши дни. В год столетнего юбилея пионерской работы Эверетта выйдет в свет книга, которую вы держите в руках.

Это — фантастика, потому что наука может развиваться не так, как здесь написано. Это — научно-популярная книга будущего, потому что наука может развиваться так, как написано здесь.

Читая эту книгу, помните о том, что фантастический роман Жюля Верна «Робур-завоеватель» вызвал в свое время немалые споры, потому что общепринятым было мнение: аппараты тяжелее воздуха никогда не смогут летать. Не прошло и четверти века — в воздух поднялся самолет братьев Райт…

---

Фрактальные многомирия описаны в другой работе тех же авторов (Vilmar & Konstantiniv, 2033). Здесь, как и в случае барбуровских многомирий, выбрано не очень удачное название, поскольку множества Мандельброта были использованы лишь на начальной стадии построения многомирий данного типа. Однако в науке чаще приживаются самые странные названия, данный случай не исключение. Примером такого странного названия может служить хотя бы всем известный Большой взрыв (Big Bang), который на самом деле не имел ничего общего с взрывными процессами. Прижилось и название «фрактальные многомирия», хотя более поздние исследователи этого класса многомирия пытались дать им более правильные названия: например, переносимые многомирия, поскольку речь шла об открытых Вильмаром и Константиновым классах так называемых переносимых операторов, порождающих, в свою очередь, новый класс решений нелинейных квантовых уравнения. Некоторые физики и сейчас полагают, что фрактальные многомирия являются лишь математической абстракцией, однако большинство исследователей выводят эти многомирия в физическую реальность, в соответствии с идеями Тегмарка (Tegmark, 2007).

* * *

Фрактально-дрейфовые многомирия были открыты Войзером и Башевисом (Voyzer & Bashevis, 2052), эти многомирия описываются инфинитной математикой и физически не существуют, если описывать мироздание «классическими» уравнениями Шредингера, поскольку в описании фрактально-дрейфовых многомирий в квантовых уравнениях линейная часть вообще отсутствует и уравнения принципиально нелинейны. Иными словами, фрактально-дрейфовые многомирия существуют как деятельность наблюдателей, обладающих сознанием (и разумом). Эти миры могут быть и материальными, но в бесконечно большом числе случаев они являются ментальными мирами — мультивидуум в них проявляет себя, не имея материальных возможностей приложения. Внешне же для наблюдателя из эвереттических многомирий фрактально-дрейфовые многомирия представляются именно как миры без времени, барбуровские миры. Время в таких мирах не является необходимой категорией (хотя и может быть искусственно вызвано внутренними деятелями для решения той или иной задачи), потому и возникает ассоциация с барбуровскими многомириями.

Перечисленные типы многомирий в настоящее время хорошо изучены. В последние несколько лет физики, после того, как стали активно использоваться инфинитная математика и психофизические методы исследований, физикам удалось дать предварительные описания более десяти ранее не известных типов многомирий. Перечислю некоторые из их без конкретизации, поскольку еще нет достаточно надежных и признанных физическим сообществом описаний: транспанентные или геометрологические многомирия (Ushikava & Bandilos, 2052), гильбертовы многомирия (Saverino, Kotton, Shan Li, Kortassat, Mohdren & Vlasov, 2054), поверхностные многомирия (McKormack & Pearce, 2049), дисторсные многомирия (Gorenshtein, 2052) и др.

Глава 3 Первые эксперименты

Обратимся к аксиоматике инфинитного исчисления. Действительно, без знания основ инфинитного анализа невозможно разобраться в современных физических экспериментах и даже в философии современной физики. Но математизация изложения представляет современную физику как неудобопонятную для «среднего читателя» дисциплину. Математика, конечно, необходима. Более того: мироздание и есть, по сути, математика, о чем пишет, например, доктор Голдберг в своем фундаментальном труде «Математика метамира» (Goldberg, 2055):[4] «Математика — не костыль для физики, это вселенная, существовавшая до появления человека. Мир математики будет существовать и после того, как не станет меня, не станет человечества, не станет Солнца, звезд и галактик. Когда во Вселенной не останется ничего, материя схлопнется в черные дыры, а черные дыры испарятся, мир математики не изменится ни на йоту, два плюс два все равно будет равно четырем, а прямая останется кратчайшим расстоянием между двумя точками. Останется и теорема Геделя о неполноте, сущность, определявшая состояние математической вселенной еще до рождения австрийского математика. Математическая вселенная столь же реальна, хотя и нематериальна, как реален наш вещный мир…»

В первом десятилетии нынешнего века большинство физиков было уже склонно принять, в принципе, концепцию многомирия. Однако о «совместимости» различных типов многомирия речь еще не шла. Сторонники бранной мультивселенной в большинстве скептически относились к многомирию по Эверетту, а адепты инфляционного многомирия не считали бранную мультивселенную отдельной онтологической сущностью, Наиболее толерантны были физики, принявшие аксиоматику эвереттики — они полагали допустимым существование многомирий разных типов, но и они полагали, что число разных типов многомирий, во-первых, вряд ли больше числа пальцев на руках, и, кроме того, каждый из типов многомирий предполагался независимым от других. Многомирие по Эверетту и, скажем, бранные мультивселенные предполагались равно существующими, но не взаимодействующими друг с другом. Эвереттика, единственная в те года многомировая метанаука, также не рассматривала возможности склеек эвереттовских миров с альтерверсами, например, инфляционного многомирия.

* * *

Нужно представить себе, на каком научном фоне появилась работа Гиносаара (2048) о бесконечном числе типов многомирий, потребовавшая создания нового типа математики — инфинитного исчисления. В десятых годах нынешнего века число принятых физиками типов многомирий исчислялось девятью. Отсутствие связи этих многомирий не то чтобы определенно аргументировалось, но полагалось само собой разумеющимся, поскольку доказательства эвереттовского многомирия физики искали на уровне микрофизики, проводя эксперименты с отдельными частицами. Физики, занимавшиеся инфляционным (и бранным) многомирием, искали необходимые доказательства в наблюдениях космологического реликтового фона — то есть, на противоположной метрической шкале. Казалось естественным, что эти типы многомирий не имеют между собой ничего общего, кроме, конечно, единого математического аппарата квантовой физики.

В реальности нашей ветви ситуация физики проводили эксперименты, не имея не только знаний об аппарате инфинитного исчисления, но не предполагая даже, что такое исчисление возможно.

В 1993 году израильские физики Авшалом Элицур и Лев Вайдман описали в статье, опубликованной в Found. Physics (Elitzur, Waidman, 1993) мысленный эксперимент. «Предполжим, — сказали они, — что на складе находятся бомбы, половина из которых исправна, а половина испорчена. Нужно отделить исправные бомбы от испорченных. Но есть одна особенность: каждая бомба (неважно — исправна она или нет) снабжена детектором, и если на него попадет один-единственный фотон, исправная бомба немедленно взорвется. Неисправная бомба не взорвется, конечно, но нам-то какая от этого польза, если в результате проверки мы будем иметь только неисправные бомбы, а все исправные взорвутся — ведь невозможно обнаружить что бы то ни было, не направив на предмет луч света или не получив от предмета излученный им фотон».

Если предположить (согласно идее Эверетта), что при каждом взаимодействии мироздание расщепляется, то всё не так, и Элицур с Вайдманом придумали способ, с помощью которого можно определить, исправна ли бомба, вообще ее не касаясь и ни единым фотоном не нарушая ее спокойствие.

Для этого они предложили использовать интерферометр Маха-Цандера. От обычного этот прибор отличается наличием двух зеркал, полностью отражающих падающий на них свет, и двух полупрозрачных — половину фотонов эти зеркала пропускают, а половину отражают. Расположены зеркала таким образом:

Рисунок 1. Слева внизу — источник света (фотонов). А и В — детекторы, фиксирующие попадание (или отсутствие) фотона. Черные параллелограммы — зеркала, полностью отражающие излучение, серые — полупрозрачные. Бомба, которую нужно обнаружить и протестировать, расположена на нижнем рисунке под первым (полупрозрачным) зеркалом.

«Давайте, — предложили Элицур и Вайдман, — под одним из зеркал поместим бомбу, о которой мы хотим узнать, исправна она или нет. Запустим в интерферометр один-единственный фотон и посмотрим, что произойдет».

Фотон может двигаться от зеркала к зеркалу разными путями, и Элицур с Вайдманом рассмотрели, что будет происходить в каждом случае. В конце пути — это легко видеть на схеме — фотон будет зарегистрирован или детектором А, или детектором В, других возможностей нет. Какой из них сработает, зависит от хода лучей света в каждом конкретном эксперименте.

Оказалось, что если Эверетт неправ и многомирия не существует, то нет никакой возможности обнаружить исправную бомбу, направив на нее фотон (бомба непременно взорвется!). Если же эвереттовское многомирие существует, есть не равная нулю вероятность того, что исправная бомба будет обнаружена и не взорвется. Точнее: взорваться-то она взорвется, но не в нашей Вселенной, а в другой, принадлежащей другой ветви многомирия! В нашей же Вселенной взрыва не произойдет, хотя бомба исправна.