В физике есть проблема, о которой редко говорят за пределами лабораторий. Теория относительности Эйнштейна, блестяще подтвержденная бесчисленными экспериментами, утверждает, что момента «сейчас» не существует. Все точки во времени равны: событие, которое для одного наблюдателя еще только должно случиться, для другого уже давно в прошлом. Вселенная — это статичный четырехмерный блок, где нет места для нашего выбора, для ощущения текущего мгновения, для самой возможности что-то изменить. И если это правда, то мы, мыслящие и чувствующие люди, живем в иллюзии. Но группа физиков и философов предлагает радикальную альтернативу. Они утверждают, что реальность не существует сама по себе, объективно и независимо. Мы не просто смотрим на мир — мы собираем его по кусочкам здесь и сейчас, своими вопросами и действиями.
Такое представление о мире получило название «плюриверс» — динамичная, живая ткань из взаимодействующих точек зрения, которая творится у нас на глазах. Это не просто очередная философская гипотеза, а строгая интерпретация квантовой механики, которая, к удивлению многих скептиков, разрешает ее главные парадоксы и возвращает в физику нас самих.
В классической физике, и особенно в теории относительности Альберта Эйнштейна, время перестало быть рекой, текущей из прошлого в будущее. Оно стало четвертым измерением, подобным пространству. В этой четырехмерной вселенной нет никакого «сейчас» — есть лишь бесконечное множество точек «здесь-и-тогда», равноценных друг другу. Для нас, людей, это звучит абсурдно: мы чувствуем, как настоящее ускользает, мы принимаем решения, мы помним прошлое и строим планы. Но физика говорит, что это всего лишь субъективное ощущение, не имеющее отношения к фундаментальному устройству мироздания. Мы потеряли самих себя в уравнениях.
Второй удар по интуитивному представлению о мире нанесла квантовая механика. В 1970-х годах известный физик Джон Уилер предложил простой, но ошеломляющий мысленный эксперимент. Он был вариацией знаменитого опыта с двумя щелями, где фотон ведет себя то как частица, то как волна в зависимости от того, наблюдает за ним экспериментатор или нет. Уилер задал провокационный вопрос: что произойдет, если мы примем решение о типе измерения уже после того, как фотон завершил свой полет? Исследователи, спустя десятилетия проверившие это на практике, получили именно тот результат, который предсказал Уилер. Наш выбор, сделанный «сейчас», влиял на то, как фотон вел себя «тогда», в прошлом. Казалось, сам принцип причинности рушится.
Физики пытались объяснить этот парадокс самыми разными способами. Кто-то предложил теорию мультивселенной, где каждое событие разветвляет реальность на бесконечное множество параллельных миров. Кто-то — теорию скрытых параметров, невидимой «пилотной волны», которая мгновенно связывает все части реальности. Но сам Уилер извлек из квантовой механики другой урок. Он понял: частица не существует как объективная реальность, пока мы на нее не посмотрим. До измерения нет «вещи», есть только потенциал. Выбирая вопрос, мы формируем ответ. Уилер сформулировал это в своем знаменитом афоризме «it from bit» — «все из бита». Каждая воспринимаемая нами частица (it) берет начало из информации (bit), которую мы помогаем создавать своими действиями.
QBism — физика с точки зрения первого лица
Эти идеи Уилера дали толчок целой области — квантовой информации, которая сегодня лежит в основе квантовых компьютеров и криптографии. Но для его ученика, физика Кристофера Фукса из Массачусетского университета в Бостоне, это развитие пошло не туда. Его коллеги начали говорить об информации как о «новой жидкости в мире», забывая о главном открытии Уилера: ответа не существует до тех пор, пока мы не зададим вопрос.
В 1990-х годах Фукс начал разрабатывать собственную интерпретацию квантовой механики, которую позже назвали QBism (произносится как «кьюбизм» — от Quantum Bayesianism). Вместе с единомышленниками он решил переписать уравнения квантовой механики с точки зрения первого лица — от первого лица. Для этого они использовали байесовский подход к теории вероятностей. Байесовский подход не говорит о том, «как устроены вещи» объективно. Он предлагает нам обновлять свои прогнозы о будущем на основе личного прошлого опыта. «Вероятности — это не объекты, разбросанные по миру, — объясняет Фукс. — Это мера того, что знает конкретный человек».
Переписав квантовую механику на этом языке, Фукс и его коллеги совершили переворот. В основе квантовой физики лежит уравнение, которое физик Макс Борн вывел в 1926 году. Это правило Борна. Обычно его интерпретируют как способ предсказать объективную вероятность того или иного исхода эксперимента, исходя из состояния частицы. Но в QBism это правило превращается во внутренний метод, связывающий чисто личные вероятности, то есть убеждения человека, в разных экспериментах.
Согласно Фуксу, квантовая физика не похожа на фонарик, высвечивающий то, что лежит снаружи. Это скорее личный «справочник» или инструкция, которая помогает индивиду предсказать, какой результат он, скорее всего, получит, если предпримет то или иное действие. Другой человек, с иным опытом и убеждениями, может прийти к совершенно иному выводу.
Звучит радикально. Но у этого подхода есть огромное преимущество: он мгновенно «растворяет» всю квантовую «странность». Почему квантовое состояние «схлопывается» (коллапсирует), когда физик проводит измерение? В QBism никакого коллапса нет. Физик просто получает результат, что заставляет ее немедленно изменить свои будущие убеждения.
Или возьмем запутанный парадокс друга Вигнера, предложенный физиком Юджином Вигнером. В этом мысленном эксперименте друг Вигнера измеряет частицу внутри закрытой лаборатории, а сам Вигнер стоит снаружи и не знает результата. Два наблюдателя видят разные — и взаимоисключающие — квантовые состояния. В стандартной интерпретации это означает, что физическая реальность находится в двух противоположных состояниях одновременно. Но если квантовые состояния — это личные убеждения, то конфликт исчезает. У каждого своя правда.
То же самое касается и эксперимента с отложенным выбором Уилера. Не нужно придумывать путешествия назад во времени, потому что нет никакой частицы «там снаружи», которую нужно было бы менять. Каждое измерение — даже если оно относится к тому, что мы считаем прошлым, — это личный опыт конкретного человека, который становится для него истинным в тот самый момент, когда он получает результат.
Идеи QBism встретили жесткую критику. Оппоненты обвиняли его в бессмысленности, путанице или в отрицании реальности. Однако параллельно с развитием квантовой физики к схожим выводам пришли нейроученые. Традиционная точка зрения гласит: мы воспринимаем мир «снизу вверх». Свет от кружки на столе попадает в глаза, сигналы идут в мозг, и мы видим кружку. Но растущее число исследований подтверждает другую теорию — предсказательного кодирования. Согласно ей, мы не воспринимаем внешний мир напрямую. Мозг постоянно строит вероятностную модель реальности, обновляя ее на основе поступающих сигналов. Все, что мы видим — кружки, кошек, диваны, — это «лучшие догадки» нашего мозга, зависящие от нашей личной истории и убеждений. Нейробиолог Анил Сет из Сассекского университета прямо заявляет: «Мы никогда не увидим вещи такими, какие они есть на самом деле».
Вспомните знаменитое платье, которое в 2015 году взорвало интернет. Одни видели его сине-черным, другие — бело-золотым. Это и есть яркая демонстрация того, что, глядя на один и тот же объект, мы можем видеть абсолютно разные вещи. Если Фукс прав, то квантовая физика говорит нам о том же самом, но на более фундаментальном уровне. Даже фотон или атом — это не объективная реальность, а личный прогноз, неотделимый от нашей точки зрения.
Но здесь есть одно принципиальное различие. Нейробиологи, как и большинство физиков, склонны считать, что, несмотря на разные «снимки» мира в наших головах, все же существует некая твердая, истинная реальность, лежащая за пределами нашего восприятия. Наш внутренний вероятностный мир — это «контролируемая галлюцинация». Мы по-прежнему живем в иллюзии, неспособные дотянуться до «настоящего» мира. Фукс делает следующий, самый смелый шаг: он утверждает, что никакой твердой реальности снаружи нет. Не существует ничего с «божественной точки зрения», независимой от способа нашего восприятия.
Если восприятие — не галлюцинация, а единственная доступная нам реальность, то и физический мир обретает иной смысл. Научные модели — от клеток и молекул до сверхновых и черных дыр — это не описание некоего заранее существующего ландшафта, а мощный и точный путеводитель по нашему опыту. Возможно, это физическая реальность и есть галлюцинация, а не наше восприятие.
Так рождается концепция плюриверса. Это не мультивселенная, где все варианты уже существуют параллельно. Это динамичная ткань из взаимодействующих точек зрения, «живое сообщество мгновений», как называет его Фукс. В плюриверсе нет заранее существующих объектов. Он состоит из паттернов опыта, которые постоянно возникают благодаря нашим выборам и действиям. Сюда входит все, что влияет на наше восприятие: не только атомы и поля, но и наши убеждения, страхи (вроде «монстров под кроватью») и неповторимые ощущения (хруст осенних листьев).
Вместо статичного четырехмерного блока Эйнштейна, плюриверс похож на джазовую импровизацию, дикий лес или ликующую толпу. У него нет плана. Он творится прямо сейчас. «Природа куется на наших глазах», — говорит Фукс.
Философ физики Мишель Битбол из Высшей нормальной школы в Париже называет такой подход захватывающим «поворотом» в понимании реальности. А физик Мэттью Лейфер из Университета Чепмена в Калифорнии, специалист по основам квантовой механики, признает, что, хотя QBism кажется ему излишне радикальным, это «последовательная и внутренне непротиворечивая позиция».
Удивительно, но идеи QBism перекликаются с философией энактивизма, которая утверждает, что живое существо (кит, растение, бактерия, человек) неотделимо от мира, который оно воспринимает. Для энактивиста нет среды обитания «с одной стороны» и организма «с другой». И то и другое возникает в процессе самого восприятия. Сейчас физики-кьюбисты и философы-энактивисты, такие как Эзекьель Ди Паоло из Икербаск (Испания), объединяют усилия. Их цель — создать новое научное мировоззрение, которое избежит ловушки разделения мира на бессмысленные механистические частицы с одной стороны и изолированные пузырьки сознания — с другой.
Post Scriptum
Если убрать из уравнения «божественную точку зрения», то что удерживает все эти разные перспективы вместе? Почему мы не живем в своих собственных непроницаемых пузырях? Ответ кроется в переписанном правиле Борна. В QBism это не просто формула, а жесткое правило, которое связывает воедино поток наших прогнозов. «Квантовые вероятности не свободны, — поясняет Фукс. — Они все взаимосвязаны». Если вы измените одно убеждение, вы должны скорректировать что-то в другом месте. Эта структура «превосходит» каждого из нас, даже если мы сами не можем исключить себя из общей картины.
Поэтому Фукс категорически отвергает обвинения в солипсизме (что реальность — лишь в нашей голове). Реальность любого момента включает в себя переплетенные убеждения и точки зрения, а также ту статистическую структуру, которая их связывает. Это внешняя реальность, но другого рода. Она состоит из других точек зрения, на которые мы можем лишь «натыкаться», по словам Фукса. Мы можем влиять друг на друга, удивляться или сталкиваться с препятствиями, но мы никогда не сможем полностью понять чужую точку зрения, заставить другого видеть вещи так, как мы, или знать наверняка, что он сделает дальше.
Люди действительно переживают разные миры, соглашается Ди Паоло. Но это не значит, что мы не можем их разделить. Общаясь и взаимодействуя, мы сближаем наши перспективы. Так мы строим общие реальности — от культурных мифов и историй до строгой вселенной физики.
Эта концепция возвращает нас к ощущению «сейчас», которое когда-то исключили из физики. Кьюбисты и энактивисты предлагают реальность, которая не была создана однажды в далеком Большом взрыве и предоставлена сама себе. Она возникает постоянно, как когда-то предположил Уилер — в миллиардах и миллиардах крошечных творческих вспышек, звучащих вокруг нас. В этой картине мира мы не просто наблюдатели. Мы погружены в реальность. Своими выборами и действиями, мгновение за мгновением, мы влияем на то, что существует сейчас, и на то, что появится дальше.
-----
Еще больше интересных постов в нашем Telegram.
Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости