Не замечать Мультивселенную — это как не замечать динозавров

Квантовая физика

В основе нашей лучшей теории структуры Вселенной назревает скандал. Теория эта — квантовая механика.

“Множественный разум” — интерпретация квантовой механики

Комментарий на интерпретацию квантовой механики “Множественный разум” Майкла Локвуда

Автор — Дэвид Дойч

Центр квантовых вычислений, Лаборатория Кларендона, Оксфордский университет, Паркс-Роуд, Оксфорд OX1 3PU, Великобритания.

Эта статья опубликована в Британском журнале философии науки 47 222-8 (1996).

[…] Чтобы скандал стал для вас очевидным, достаточно указать на то, что статья Локвуда всячески игнорируется. Локвуд дает нам современное исследование метафизики и обсуждает последствия квантовой теории для основополагающих концепций философии, таких как реальность, собственное Я и причинность.

Но большинство физиков и философов старательно не замечают его работу. Несмотря на непревзойденный эмпирический успех квантовой теории, само предположение, что она может быть буквальным описанием нашей реальности встречается цинизмом, неприятием и даже злостью.

Конкретное применение квантовой теории, из-за которого собственно весь этот шум, состоит в Локвудском “одновременном существовании нескольких переживаний” или “единовременном множественном опыте” одного лица.

(то есть один человек переживает одновременно множество различных вариантов одного и того же события — прим. перев.)

Квантовая теория предполагает, что огромное количество версий происходящего действительно случается с нами. Будь это даже просто питьё чая или кофе в данный конкретный момент. Причина, по которой я не испытываю питья одновременно и чая, и кофе, заключается в законах квантовой механики, которые ограничивает работу нашего мозга, сводя, как выразился Локвуд, “взгляд сознания к своего рода “туннельному зрению”. Мы не можем видеть “вбок” сквозь всё многообразие вселенных, так же, как мы не можем видеть “вверх” — в будущее.

Все опыты восприятия связаны с измерениями (с фиксированием реальности, например, с измерением, через какую щель проходит частица — прим. перев.) и, как объясняет Локвуд, создают квантовую связанность (или запутанность) между наблюдателем и измеряемой системой. Это значит, что в том слое Вселенной, где я испытываю опыт наслаждения чаем, я также испытываю опыт сообщения вам об этом опыте предложением выше. И точно также для кофе.

Следовательно, если я воспринимаю что-то как реальность, например — если я верю, что на столе действительно стоит чашка чая, — квантовая теория обязывает меня также верить и во все параллельные вероятности, которые, как она утверждает, я тоже испытываю. Другими словами, кроме чая на столе стоит кофе, а также любой другой виртуальный предмет, который я способен воспринимать, и о котором могу рассказывать вам, хоть я и не могу видеть эти предметы из своей реальности. Таким образом “одновременное существование разных опытов восприятия” — это частный случай множественности физической реальности в целом.

Я только что сказал, что “я не могу видеть кофе”, и вместе с тем, что “я способен воспринимать кофе”. Это не противоречие, а просто два разных употребления слова «Я».

Проблема в том, что наш язык невольно заставляет нас делать предположение, будто наш опыт (и наблюдаемые события в целом) имеют однозначную историю. Чтобы как-то устранить эту двусмысленность, Локвуд вводит понятие “Разум” (Mind с большой буквы), чтобы обозначить множественную сущность, которая способна испытывать все переживания, которые происходят в реальности, и термин “разум” (mind с маленькой буквы) для сущности, которая переживает только один из вариантов реальности.

Тогда Я, Разум, могу видеть и чай, и кофе, и одновременно отчитываюсь об этих опытах. И при этом я, разум, который пишет “чай”, видит только чай.

Точно так же мы зовём множественную физическую реальность Мультивселенной, чтобы отделить её от Вселенной классической физики, где наблюдаемые объекты могут находится только в одном состояние за раз.

(Здесь и далее слово “опыт” является переводом слова experience, то есть опыт переживания, чувства, восприятия. А не опыт как experiment то есть — эксперимент. — прим. перев.)

Квантовая связанность делает мой опыт питья чая связанным с опытом видения чая и написания о чае, и, соответственно, — с присутствием самого чая, а не кофе. Но и чай, и кофе, и все другие замечательные напитки вместе с сопутствующим опытом одновременно существуют в реальности.

Но квантовая связанность объединяет их в слои — типа: слой с чаем, слой с кофе. В каждом слое опыты соотносятся друг с другом, но мы не можем испытать другой слой из своего слоя (кроме как не напрямую — через феномен интерференции). Вот что мотивирует нас называть каждый слой — Вселенной, а все остальные слои Мультивселенной — Параллельными Вселенными.

«Множество разумов» Локвуда вместо «Множества миров» Эверетта

Локвуд умышленно избегает в своей работе термина “много миров” (many worlds), (или — параллельные вселенные), так как утверждает, что сам Эверетт (автор Многомировой интерпретации квантовой теории) не использовал этот термин в своих трудах. Но не совсем понятно, почему.

Вероятно, Эверетт предвидел мощное табу, которое впоследствии вырастет вокруг прямого утверждения, что наша Вселенная — всего лишь одна из многих, существующих в реальности. Это “поразительная правда, существование которой заподозрил Шрёдингер, и которую у Эверетта хватило смелости от всего сердца превознести”. Правда, которую способны принять только небольшое количество физиков и еще меньшее количество философов. В любом случае, я могу засвидетельствовать из личных бесед с Эвереттом в 1977, что, по крайней мере к тому времени, он яро защищал свою теорию в терминах параллельных вселенных.

Локвуд отдал предпочтение термину “много разумов” (many minds), и рискует создать ложное впечатление, что существует только множество разумов, а не множество реальностей.

Ничто не может быть дальше от правды и от теории Локвуда. Как он говорит, множественность реальности — это “​​неизбежное следствие того, что [квантовая теория] допускает суперпозицию там, где классическая физика видит только взаимоисключающие альтернативы”. Его “множество разумов” — всего лишь частный случай суперпозиции. Основная идея Локвуда состоит в том, что сами разумы являются физическими системами, и не имеют никакого преимущественного статуса в глазах универсальных законов физики.

Локвуд неохотно использует терминологию «множества вселенных» из-за классического значения слова «вселенная». Он указывает, что картина мультивселенных выглядит как набор примерно одинаковых вселенных, в каждой из которых действуют одинаковые законы физики. А это искажает некоторые важные особенности структуры мультверса.

А конкретно, описание мультивселенной в терминах разных, несовместимых наборов наблюдаемых объектов, “нарезает” её на слои разных, неэквивалентных наборов вселенных. Так что, согласно Локвуду (и другим теоретикам мультразумов), “слоистость” структуры мультивселенной в высшей степени произвольна. По контрасту — слои состояний разума (в случае, когда эти состояния связаны с наблюдаемыми объектами) в принципе уникальны.

Отличительная черта теории множества разумов состоит в том, что вселенная, воспринимаемая одним разумом, объективно не является отдельным “слоем” мультивселенной. Это всего лишь взгляд на вселенную с перспективы данного разума. Другие теории мультивселенной утверждают или предполагают, что слоистая структура вселенной имеет какой-то независимый от наблюдателя базис И ОДНОВРЕМЕННО ограничение, ЧТО именно наблюдатели могут наблюдать в тех слоях, где находятся.

Тем не менее, я должен сделать ударение на том, что какую бы позицию вы не выбрали по поводу слоистости мультвселенной, квантовая теория не оставляет никаких сомнений в том, что мультивселенная СУЩЕСТВУЕТ.

Это как если бы мы затеяли спор — имеет ли разделение Земли на широты под собой какой-то объективный базис, или это просто наша человеческая договоренность. Какую бы точку зрения вы ни приняли, факт остается фактом — Земля не ограничивается одной широтой, а распространяется через множество параллельных широт.

Хотя Локвуд совершенно прав в том, что мультивселенная — это нечто большее, чем набор квазиклассических слоев, терминология «параллельных вселенных», тем не менее, обеспечивает чрезвычайно точное описание реальности. Давайте держать этот вопрос в перспективе. Даже классическая терминология – как, например, когда я говорю, что на столе стоит чашка чая – часто очень хорошо описывает реальность. Для большинства практических целей нет необходимости объяснять, что это утверждение касается только одной небольшой области мультивселенной, и что противоположное утверждение “на столе нет чашки чая” почти наверняка верно для какой-то близлежащей области и так далее.

То же самое относится и к самомУ классическому термину «вселенная». Такие объекты, как планеты или чашки чая взаимодействуют друг с другом в соответствии с законами движения, которые принимают только одно значение (за раз) для каждой наблюдаемой вселенной, поэтому для многих целей обращение к «слою» является чрезвычайно точным описанием таких взаимно взаимодействующих сущностей, как вселенные.

Это не имеет ничего общего с присутствием каких-либо наблюдателей. Более того, до тех пор, пока мы серьезно говорим об одной вселенной как о реально существующей, согласно квантовой теории, мы также серьёзно должны говорить и о других, отличных от нашей, вселенных, как о существующих в реальности. Таким образом, другие вселенные существуют точно так же, как существует и та единственная вселенная, которую мы видим. Это не вопрос интерпретации. Это логическое следствие квантовой теории, хотя оно каким-то образом, даже спустя 70 лет после её открытия, остается спорным.

Теория пилот-волны — тоже теория Мультивселенной

Это также, кстати, является логическим следствием теории «пилот-волны» Бома и её вариантов.

Сторонники этих теорий думают о них как о теориях единой Вселенной. Идея состоит в том, что «пилотная волна», то есть волновая функция Мультивселенной, направляет единственную Вселенную Бома по ее траектории. Эта траектория занимает одну из «бороздок» чрезвычайно сложной многомерной волновой функции. Поэтому вопрос, к которому должны обратиться теоретики пилот-волны и от которого они неизменно уклоняются, заключается в следующем: что такое незанятые канавки?

Не надо только говорить, что они являются всего лишь теоретической конструкцией и не существуют физически, поскольку они постоянно толкают как друг друга, так и «занятую» канавку, влияя на её траекторию.

Например, мы можем провести сложные вычисления траекторий «незанятых пазов» ( т.е. параллельных вселенных), а затем непосредственно наблюдать результаты этих расчетов. Таким образом, «незанятые канавки» должны быть физически реальными. Более того, они подчиняются тем же законам физики, что и «занятая канавка», которая считается «вселенной». Но ведь это просто еще один способ сказать, что они тоже вселенные. (См. обсуждение Локвудом возражения «безмозглого Халка» против любой теории единственного разума.)

Короче говоря, теории пилот-волны — это теории параллельных вселенных, находящиеся в состоянии хронического отрицания.

Это не совпадение. Теории пилот-волны предполагают, что квантовый формализм описывает реальность. Множественность реальности является прямым следствием любой такой теории.
Я повсюду говорил об этой множественности как о следствии квантовой теории, как и Локвуд.

Позвольте мне коснуться здесь важного возражения, которое можно выдвинуть против этого утверждения. Возражение состоит в том, что мы перепутали бесспорную физическую теорию, квантовую теорию, с ее спорной «интерпретацией» параллельных вселенных, для которой (как и для любой «интерпретации») не может быть никаких экспериментальных доказательств (это, кстати, основное возражение физика Сабины Хоссенфельдер! — прим. перев.).

Таким образом, нас можно обвинить в том, что мы апеллируем к авторитету научной теории для оправдания необязательного метафизического наложения, которому философы и физики, несомненно, имеют право сопротивляться или даже сразу отвергать, если это их устраивает. Но за этим возражением стоит ложное предположение: предположение, что существует более одной интерпретации квантовой теории. Это предположение традиционно делалось не только теми, кто желает отрицать последствия квантовой теории, но и теми, кто этого не делает, такими как Локвуд, в прошлом и я, и даже Эверетт.

Но на самом деле известна только одна интерпретация квантовой теории

И это не должно нас удивлять. В науке весьма редки случаи споров по поводу интерпретации теории. Единственный пример, который я могу вспомнить в современной физике, касается новой интерпретации Общей теории относительности в духе «спин-2-поля» (которая предполагает замену кривизны пространства-времени Эйнштейна силовым полем, которое создает гравитацию в плоском пространстве-времени).

На ум также приходит креационистская интерпретация летописи окаменелостей, которая была сфабрикована Богом в 4004 году до нашей эры. (Жара )) — прим. перев.)

Помимо этих споров по поводу конкурирующих концепций реальности, иногда возникали споры между реалистической теорией и инструменталистской доктриной, отрицающей, что данная теория описывает реальность.

Сравнение с инквизицией и Галилеем

Например, инквизиция во времена Галилея разрешала пропаганду гелиоцентрической теории, когда она рассматривалась исключительно как средство предсказания астрономических наблюдений, но не в том случае, когда она интерпретировалась как фактическое описание того, где и как находятся планеты и Земля.

Подобные инструменталистские доктрины были применены к квантовой теории.

Что общего у этих разнообразных ревизионистских взглядов на научные теории, так это потеря философского нерва в ситуациях, когда, как выразился Локвуд, «нет консервативных вариантов».

То есть это не столько добросовестные конкурирующие онтологии, борющиеся за то, чтобы их услышали, сколько психологические маневры, цель которых состоит в том, чтобы ослепить своих защитников и не заметить чего-то нежелательного: движения Земли, искривления пространства-времени, динозавров или другие вселенные.

Якобы «конкуренты» квантовой теории

Теории, известные как конкурирующие «интерпретации квантовой теории», делятся на три категории:

1. Попытки передать смысл параллельных вселенных какими-то другими способами. Как я уже сказал, в эту категорию входят теории множественности разумов (несмотря на терминологические оговорки Локвуда), наряду с оригинальной теорией относительного состояния Эверетта, несколькими другими вариантами параллельных вселенных, принадлежащими ДеВитту, мне и другим, а также теории «множественности» истории, принадлежащие Хартлу и другим.

2. Различные способы отрицания того, что квантовая теория является истинным описанием реальности, включая «статистическую интерпретацию», другие инструментальные уловки, теории, опирающиеся на «внешнего наблюдателя» или «классический уровень», а также теории «динамического коллапса».

3. Намеренное запутывание и непоследовательность, включая нединамические теории «коллапса волновой функции», «Копенгагенскую интерпретацию» (которая в некотором смысле до сих пор является каноническим взглядом на квантовую теорию, хотя у нее осталось мало реальных защитников) и бОльшая часть неформальных обсуждений смысла квантовой теории, которая появляется в учебниках. К этому мы должны добавить бесчисленные выдумки лженауки и мистицизма, которым неизбежно открыла дверь вся эта прискорбная и ненужная полемика.

Как я уже сказал, теория пилот-волны Бома относится к категории 1, если мы принимаем ее внутреннюю логику. Хотя многие утверждения ее сторонников относятся к категориям 2 и 3.

Между категориями 2 и 3 есть некоторое совпадение, так как сначала начинают темнить, а при критике уходят в сторону инструментализма или антиреализма.

Вероятно, одна из причин того, почему дихотомия между «формализмом» и «интерпретацией» была принята так некритически, заключается в том, что дебаты велись почти исключительно среди теоретиков.

Таким образом, всё вращалось вокруг вопроса «что именно квантовая теория подразумевает о реальности». Если говорить таким образом, может показаться естественным попытаться отделить «научное» (математическое, предсказательное) ядро ​​теории от её объяснительной структуры и сохранить фиксированной первую, корректируя вторую в соответствии со своими философскими предрассудками.

Но ничего хорошего из такого упражнения не выйдет.

Формализм квантовой теории не возник на пустом месте. Это решение научной проблемы, и, как всегда в науке, проблема заключалась не в том, какая математическая формула лучше всего предсказывает результаты экспериментов. Речь шла о том, какие математические структуры лучше всего соответствуют реальности.

Если мы изменим «интерпретацию» теории без учета второго вопроса, мы сможем создать практически любой мир, который нам нравится. Но это будет не реальный мир. Реальный мир — это мультивселенная, и она содержит множество вселенных.

Момент, который теоретики склонны упускать из виду, заключается в том, что множественность реальности не только и даже не в первую очередь является следствием квантовой теории. Это просто наблюдаемый факт. Любой интерференционный эксперимент (например, эксперимент с двумя щелями), проводимый с отдельными частицами по одной, не имеет известной интерпретации, согласно которой видимая нами частица является единственным физическим объектом, проходящим через устройство.

Мы знаем, что невидимые сущности, проходящие сквозь них, подчиняются тем же феноменологическим уравнениям движения (например, геометрической оптике), что и единственная частица, которую мы видим. И мы знаем из экспериментов типа Эйнштейна-Подольского-Розена, таких как эксперимент Аспекта, что эти невоспринимаемые непосредственно частицы расположены в расширенных «слоях», каждый из которых внутренне ведет себя примерно как классическая Вселенная.

Следует признать, что все эти наблюдения обнаруживают другие вселенные лишь косвенно. Но тогда мы точно также можем утверждать, что доказательства существования птеродактилей и кварков лишь косвенные. Доказательства существования других вселенных по крайней мере столь же сильны, как и доказательства существования птеродактилей и кварков.

Локвуд — один из очень немногих философов, которые бросили вызов общепринятой философской мудрости, взяв на себя труд узнать, что на самом деле говорят фундаментальные теории физики. Некоторые физики также начинают понимать, что явная философская наивность, которая все еще преобладает в этой профессии, не позволяет должным образом понять наши самые важные теории и серьезно тормозит прогресс. Двадцатый век был настоящим темным веком для метафизики – более того, он характеризовался явным отрицанием метафизики как философами, так и физиками. Теперь, когда свет, кажется, снова зажигается, мы можем насладиться одним полезным побочным эффектом долгой тьмы: накопившимся запасом замечательных, неотложных философских проблем, поднятых научными достижениями за прошедший период. Проблемы, поднятые квантовой теорией, являются одними из наиболее заметных из них. Локвуд и некоторые другие начали решать эти проблемы. Будем надеяться, что мы являемся свидетелями возвращения к рациональности в этих вопросах.

Рекомендации

[1] Локвуд, М.Дж., 1995. Интерпретации квантовой механики «ManyMinds» (появится в журнале Brit.J. Phil. Sci. ).

[2] ДеВитт, Б. 1970. Физика сегодня 23 9

[3] Бом, Д.1952 Phys. Откр . 85 166

[4] Белл, Дж. С., 1986, « Квантовые концепции в пространстве и времени», Ишам, К. и Пенроуз, Р., ред. Издательство Оксфордского университета

[5] Хартл, Дж.Б., 1991 Phys. Ред. D44 10 3173

[6] Гирарди, Г.К., Римини, А., Вебер, Т., 1986 Phys. Ред. D34 470

 

Оригинал статьи: daviddeutsch.org.uk