Забудьте о мультивселенной. В плюривселенной мы вместе создаём реальность.

Радикальная идея, разрешающая многие квантовые парадоксы, предполагает отсутствие объективного взгляда на реальность. Как можно объединить космос, рассматривая его с разных точек зрения?

Что есть настоящее? Природа постоянно меняющегося настоящего момента всегда завораживала меня, потому что в его основе лежит парадокс. С личной точки зрения, настоящее — это всё: это единственное время, когда мы можем действовать или выбирать; единственное, что мы можем испытать или узнать. Что вы ели на завтрак? Куда вы надеетесь пойти завтра? Даже наши воспоминания и планы формируются в настоящем; мы можем пережить их только сейчас.

И все же, общепринятая точка зрения в физике гласит, что настоящее, в том виде, в каком мы его обычно представляем, на самом деле вообще не существует. В теории относительности Альберта Эйнштейна все временные точки равны: любое событие может уже произойти или еще произойти, с разных точек зрения. Нет никакого космического развертывания, посредством которого возникает реальность.

Это создает для нас, мыслящих и чувствующих людей, проблему. Если настоящее — иллюзия, то мы не можем вмешаться в тот момент, чтобы повлиять на будущее, потому что все события и времена уже существуют. Нет никакого канала, через который наши сиюминутные мысли или желания могли бы что-либо изменить. Избавившись от настоящего момента во Вселенной, мы теряем ключевую часть самих себя.

При написании своей книги «В поисках настоящего» я хотел узнать, есть ли другой путь. Можем ли мы согласовать научные данные с космосом, который включает нас и наш выбор? Ответ, как я обнаружил, — да. Но только если мы готовы радикально переосмыслить, что такое реальность и кто мы есть. «Мир таков, что от него невозможно отделиться», — говорит Мишель Битболь, философ физики из Высшей нормальной школы в Париже.

Квантовые парадоксы

Чтобы понять, как это работает, начнём с классического мысленного эксперимента, предложенного в 1970-х годах известным физиком Джоном Уилером. Он удивительно прост, по крайней мере, в принципе, и тем не менее, наглядно демонстрирует, что Вселенная — и время — могут функционировать совсем не так, как мы часто предполагаем.

Установка Уилера — это вариант знаменитого эксперимента с двойной щелью из квантовой физики, в котором выбор экспериментатором того, что измерять, определяет то, что он обнаружит. Фотоны направляются на экран с двумя щелями. Если физики не наблюдают, по какому пути движется фотон, он, кажется, ведет себя как волна, распространяющаяся по обеим щелям. Если же они наблюдают, он ведет себя как частица, проходя только через одну щель.

Это само по себе достаточно странно: загадочный переход от неопределенности к определенности именно в тот момент, когда мы смотрим (квантовые физики называют это «коллапсом»). Но Уилер поднял ставки. Он задался вопросом, что произойдет, если физики не будут принимать решение о проверке траектории фотона до тех пор, пока он уже не завершит свой путь. За прошедшие десятилетия исследователи неоднократно обнаруживали именно то, что предсказывал Уилер в своем эксперименте с отложенным выбором: решение все равно влияет на траекторию фотона.

Уилер описал это как «странное переворачивание обычного порядка времени», как будто наш выбор влияет не только на настоящее, но и на прошлое. Физики пытались осмыслить это, наряду с другими квантовыми парадоксами, изобретательными способами: предполагая разветвленные реальности, в которых все возможности уже существуют в огромной мультивселенной, или выдвигая гипотезу о невидимом направляющем влиянии, или так называемой пилотной волне, которая может мгновенно связывать различные части реальности. Но для Уилера урок квантовой механики заключался просто в том, что наша реальность не существует отдельно от нас. Мы не можем определить частицу, пока не посмотрим, потому что то, что находится за пределами нашего понимания, — это не определенные вещи, а потенциал. Выбирая вопрос, мы формируем тот ответ, который получим.

Из этого следует, рассуждал Уилер, что если явление не существует, пока мы его не измерим, то то, что нам представляется, должно быть не только его настоящим, но и прошлым. Он предположил, что вся наша Вселенная — ближняя и далёкая, прошлое и предсказанное будущее — постоянно возникает сейчас, мгновение за мгновением, благодаря ответам на задаваемые нами вопросы. Если бы мы задавали другие вопросы или задавали их в другом порядке, мы получили бы другой результат. Уилер олицетворил эту концепцию как «это из бита»: частицы, которые мы воспринимаем, происходят из «информации», в создании которой мы участвуем.

Прозрения Уилера привели к появлению чрезвычайно успешной области квантовой информации, которая сегодня лежит в основе технологий от квантовых вычислений до криптографии. Но по мере её стремительного развития физик-квантолог Кристофер Фукс из Массачусетского университета в Бостоне, ранее учившийся у Уилера, был разочарован этим новым направлением. По его словам, его коллеги говорили об информации как о «новой жидкости в мире». Фукс считал, что таким образом упускается ключевой момент, выдвинутый Уилером: ответа нет, пока мы не зададим вопрос.

Фукс хотел сосредоточиться на экспериментаторе, поэтому с 1990-х годов он разработал собственную интерпретацию квантовой физики, позже названную кубизмом (QBism). Что значит для реальности утверждение, что результат измерения неотделим от самого измерения? Фукс и его коллеги потратили годы на переформулирование уравнений квантовой механики, переписав их с точки зрения первого лица.

Для этого они использовали байесовский подход к теории вероятности. Это метод, позволяющий осмыслить мир изнутри: вместо того, чтобы делать утверждения о том, «как обстоят дела», вы постоянно обновляете свои прогнозы будущих событий в соответствии с тем, что вы пережили в прошлом. «Вероятности — это не вещи извне, а скорее меры того, что кто-то знает», — говорит Фукс. Вместе со своими коллегами-квантоведами Фукс обнаружил, что вполне возможно выразить взаимосвязи квантовой механики таким образом. И когда они это сделали, произошло нечто удивительное.

В основе квантовой механики лежит уравнение, называемое правилом Борна, сформулированное физиком Максом Борном в 1926 году. Обычно его интерпретируют как предоставление объективных вероятностей для различных физических исходов в зависимости от квантового состояния частицы. Вы подставляете все известные вам данные об объекте, например, о фотоне, и правило Борна показывает, насколько вероятно, что при измерении вы получите тот или иной результат. Но в квантовой механике переписанное правило не говорит нам об объектах во внешнем мире. Оно становится методом для связи чисто личных вероятностей — убеждений — в различных экспериментах.

Иными словами, утверждает Фукс, вероятности в квантовой физике не связаны ни с чем, находящимся вне нас. Вместо фонарика, освещающего то, что находится за пределами нашего понимания, квантовая физика, по его словам, больше похожа на руководство или «справочник», который человек может использовать для прогнозирования вероятного результата своих действий. Другой человек, с иными представлениями и убеждениями, может прийти к совершенно иному выводу.

Возможно, это прозвучит экстремально — предполагать, что квантовая физика является руководством к личному опыту, а не к объективной реальности. Но одна из главных причин серьезно отнестись к квантовой биологической теории (КБизму) заключается в том, что переосмысление квантовых состояний как состояний убеждений по сути устраняет всю квантовую странность. Почему квантовое состояние «коллапсается», когда физик проводит измерение? В КБизме физик просто переживает определенный результат, который заставляет его немедленно изменить свои будущие убеждения.

Или возьмем сложный парадокс друга Вигнера, предложенный физиком Юджином Вигнером. В обычном описании этого сценария друг Вигнера измеряет частицу, в то время как сам Вигнер стоит за пределами лаборатории, не обращая внимания на результат. Два участника наблюдают разные — взаимоисключающие — квантовые состояния, что подразумевает, что физическая реальность каким-то образом представляет собой две противоположные вещи одновременно. Но если квантовые состояния — это личные убеждения, то столкновение становится вполне логичным. Аналогично, в эксперименте Уилера с отложенным выбором не требуется никаких странных эффектов возвращения во времени, потому что нет никакой частицы «там», которую можно было бы изменить. Каждое измерение — даже если оно относится к тому, что мы считаем прошлым, — это опыт для конкретного человека, который становится для него истинным в момент получения результата.

QBism безжалостно отвергали и критиковали – обвиняли в бессмысленности или путанице, или в утверждении, что реальности не существует. Но давайте на секунду отвлечемся от мелочей и подумаем о том, что вы на самом деле переживаете каждый день: сажаем дерево, голосуем, берем в руки книгу, проверяем, как дела у друга. Разве так странно говорить, что наш выбор и действия могут формировать происходящее? Или что истинность для каждого из нас зависит от вопросов, которые мы задаем?

Живое сообщество настоящего момента

На самом деле, нейробиологи приходят к некоторым схожим выводам относительно того, как мы воспринимаем окружающую среду в целом. Традиционная, «снизу вверх» точка зрения на восприятие заключается в том, что мы переживаем то, что находится в мире. Вы видите кружку на столе перед собой, потому что свет проходит от кружки к вашим глазам. Сигналы передаются в ваш мозг и используются для формирования изображения кружки. Но все больше данных свидетельствует о том, что мы воспринимаем внешний мир не напрямую, а как личную и постоянно обновляющуюся модель или предсказание.

Это все более популярная концепция, называемая предиктивным кодированием. Сторонники утверждают, что мозг использует вероятностный — байесовский — подход, обновляя свои представления о мире всякий раз, когда поступает новая сенсорная информация. То, что мы воспринимаем — кружки, кошки, диваны — это «наилучшие предположения» мозга, говорит Анил Сет, нейробиолог из Университета Сассекса (Великобритания), зависящие от нашей личной истории и убеждений. «Мы никогда не увидим вещи такими, какими они есть на самом деле», — говорит он. «Трудно даже понять, что это вообще может означать». Помните платье, которое взорвало интернет в 2015 году, которое одни люди считали сине-черным, а другие были уверены, что оно бело-золотое? Это была впечатляющая демонстрация того, что, глядя на мир, мы видим совершенно разные вещи. Что ж, если Фукс прав, квантовая физика говорит нам нечто очень похожее. Это не объективное окно во вселенную за пределами нашего понимания, а усовершенствованный подход к опыту. Даже фотон или атом — это личное предсказание, неотделимое от нашей точки зрения.

Однако есть ключевое различие. Как и большинство физиков, нейробиологи склонны предполагать, что, хотя мы воспринимаем мир по-разному, за пределами нашего восприятия все же существует некая твердая, истинная картина. Вероятностные модели мира внутри нашей головы — то есть наш сознательный опыт — являются «контролируемой галлюцинацией», как выразился Сет. По сути, мы все еще живем в иллюзии, не имея возможности соприкоснуться с реальным миром.

Но если бы за пределами этого мира не существовало твердого ландшафта, это могло бы полностью изменить смысл предиктивного кодирования. Главное нововведение Фукса заключается в утверждении, что трансцендентной истины не существует; ничто не существует с точки зрения «богозрения», независимо от того, как мы на это смотрим. Вместо того чтобы рассматривать наши личные миры как галлюцинации или модели физического мира, что, если наш опыт является компонентом другого рода реальности, обладающей собственной причинной силой? В то время как Уилер видел вселенную, состоящую из информации, Фукс говорит в терминах действий и результатов. «Если вы не предпринимаете действия, ваша вселенная будет другой, чем если вы предпримете действие», — говорит Фукс. «А если вы предпримете действие, то это будет зависеть от того, какое именно действие вы предпримете».

Это плюриверс, динамичное полотно взаимодействующих перспектив, которое Фукс описывает как «живое сообщество настоящего». Вместо того чтобы состоять из уже существующих, отдельных вещей, этот плюриверс состоит из паттернов опыта, постоянно возникающих благодаря выбору и действиям. Он включает в себя все особенности наших личных миров, которые влияют на то, что мы воспринимаем и как действуем: не только атомы и поля физики, но и каждое нелогичное убеждение и неповторимый опыт, от щелчков детекторов частиц и монстров под кроватью до хруста осенних листьев.

Битбол утверждает, что QBизм предлагает захватывающий «поворот» в понимании реальности. Общая теория относительности Эйнштейна описывает реальность как четырехмерную блочную вселенную: статичный кирпич пространства-времени, внутри которого любое событие может происходить в прошлом или будущем относительно другого, но нет глобального развертывания или изменения. Вместо этого монолитного блока плюриверс похож на джазовую импровизацию, дикий лес или ликующую толпу: неуправляемый, постоянно развивающийся совместный проект без генерального плана и со свободой строить свое собственное будущее. «Это непрерывное созидание, — говорит Фукс. — Природа создается прямо сейчас».

Эта концепция относится к группе квантовых интерпретаций, в которых существование зависит от нашей точки зрения. «Квантово-биологизм выбирает самый радикальный из возможных способов его реализации», без каких-либо логических оснований для согласия по какому-либо вопросу, — говорит Мэтью Лейфер, физик, специализирующийся на основах квантовой механики в Университете Чепмена в Ирвайне, Калифорния. Хотя Лейфер считает квантово-биологизм излишне экстремальным, он признает, что «это последовательная и непротиворечивая позиция».

Примечательно, что QBизм имеет много общего с революционной философией сознания, называемой энактивизмом, которая утверждает, что живые существа — киты, растения, бактерии, даже люди — глубоко переплетены с мирами, которые они воспринимают. Для энактивиста нет ни заранее существующих сред, ни отдельных организмов. Вместо этого и то, и другое возникает в результате динамического процесса самого восприятия. Здесь внутренние модели, описываемые предиктивной обработкой, лучше рассматривать как рецепты для действий. Все это также приводит энактивистов к выводу, что наши восприятия — это не представления или галлюцинации, а неотделимы от самой реальности, как и восприятия всех живых существ. Эзекиэль Ди Паоло, когнитивный ученый и философ-энактивист из Ikerbasque, Баскского фонда науки в Бильбао, Испания, описывает существование как «постоянно меняющийся момент творения», в котором мы все создаем и себя, и свои миры.

Обе области обещают живой, открытый космос, основанный на новизне и свободе. Как бы заманчиво это ни звучало, если за пределами этого космоса нет четкого ландшафта, что связывает все перспективы? Чем это отличается от утверждения, что каждый из нас живет в своем собственном пузыре, а реальность существует только в нашем сознании?

В квантовом биологическом мышлении ничто не является незыблемым — даже то, что мы считаем прошлым, — пока вы не выберете какое-либо действие. Но есть одно правило, одно непреложное правило, которое применимо ко всем. Это переосмысление квантового биологического правила Борна, которое определяет, как поток ваших предсказаний должен быть взаимосвязан в целом. «Квантовые вероятности не являются чем-то самопроизвольным, — говорит Фукс. — Они все связаны между собой». Если вы скорректируете одно убеждение, то вам придется скорректировать другое где-то еще. Детали могут быть предметом обсуждения, но существуют ограничения, сдерживающие лежащую в основе структуру того, что вы можете испытать. Правило в некотором смысле «превосходит нас», добавляет Битбол, даже если мы не можем исключить себя из этой картины.

По этой причине Фукс категорически отрицает, что QBизм подразумевает, что вся реальность существует только в нашем сознании. То, что существует в любой момент, включает в себя взаимосвязанные убеждения и точки зрения, а также статистическую структуру, которая их объединяет. Эта плюриверс — совершенно иная внешняя реальность, поскольку она состоит из других точек зрения, с которыми мы можем лишь «сталкиваться», говорит Фукс. Мы можем влиять друг на друга, быть удивлены или сбиты с толку событиями, но мы никогда не сможем по-настоящему понять точку зрения другого человека, заставить его видеть вещи определенным образом или точно знать, что он сделает дальше.

Создание общих реальностей

«Люди буквально живут в разных мирах», — соглашается Ди Паоло. «Но, конечно, это не значит, что мы не можем делиться». Мы все прокладываем свой путь в развивающейся «сетке» возможностей. Когда мы взаимодействуем и общаемся, мы можем сблизить наши взгляды. И благодаря этому процессу мы можем создавать общие реальности, будь то культурные мифы и истории или строгая вселенная физики.

В этом контексте наука становится еще одним видом общей перспективы. Это противоречит традиционным представлениям о науке, которые всегда стремились к объективному, всевидящему взгляду на реальность. «Это была мечта науки», — говорит Ди Паоло. Но если отбросить все перспективы, «тогда вы не сможете сказать ничего значимого». От научных моделей клеток и молекул до сверхновых и черных дыр, утверждает он, наше понимание Вселенной — это не существующий, внешний ландшафт, а особенно строгое и далеко идущее руководство к опыту. Возможно, именно физическая реальность является галлюцинацией.

Фукс и его коллеги сейчас сотрудничают с энактивистами, чтобы выяснить, могут ли они внести больший вклад друг в друга: в то время как энактивисты глубже размышляли о том, что означает восприятие и как мы взаимодействуем, специалисты по квантовой биологии могут предложить математическое описание того, как эти предсказания и вероятности связаны между собой. В конечном счете, цель состоит в разработке нового мировоззрения для науки, которое избежит ловушки разделения мира на механистические частицы с одной стороны и бессмысленные пузыри сознания с другой.

Нет пространства, нет времени, нет частиц: радикальное видение квантовой реальности.

Если мы признаем, что квантовые числа являются истинной сущностью реальности, а не частицы, пространство или время, то перед нами откроется удивительное и прекрасное новое видение реальности.

Где-то между этими крайностями находятся субъекты, участвующие в создании плюриверса. Сюда входят физики, проводящие квантовые эксперименты, но в более широком смысле все люди участвуют в восприятии: предсказывают и действуют, формируя свой собственный мир. Конечно, это не означает, что мы единственные. Энактивисты распространяют это на все формы жизни – даже на растение, поворачивающееся к солнцу, или бактерию, плывущую вверх по химическому градиенту. Но можно ли понимать другие структуры или процессы как обладающие перспективой: выбирающие действия и реагирующие на результаты? Интересно, что исследователи обнаруживают, что даже простые сети биомолекул, по-видимому, проявляют некоторую степень субъектности, стремясь к своим собственным целям. Фукс, например, говорит, что надеется расширить свой подход, чтобы охватить не только сознательные измерения человека, но и все виды субъектности, чтобы лучше понять, что значит для нашего опыта быть «частью материи мира».

И это возвращает нас к идее настоящего момента. Сторонники QB и энактивисты стремятся к реальности, которая не была создана в результате одного давнего Большого взрыва и затем оставлена на произвол судьбы. Она постоянно возникает, как однажды предположил Уилер, в «миллиардах и миллиардах» крошечных творческих вспышек, которые раздаются вокруг нас. Это видение, в котором мы не просто наблюдаем за реальностью; мы погружены в нее. Своим выбором и действиями, мгновение за мгновением, мы влияем на то, что существует, и на то, что будет дальше.

Темы:

• время /
• разум /
• квантовая теория

Реклама

Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку.

Получайте еженедельную порцию открытий прямо на свою электронную почту. Мы также будем держать вас в курсе событий New Scientist и специальных предложений.

Зарегистрироваться

Источник: www.newscientist.com