Джон Гриббин - Шесть невозможностей. Загадки квантового мира

Ответ Дойча состоит в том, что вычисления производятся одновременно на идентичных компьютерах в каждой из параллельных вселенных, соответствующих нашим суперпозициям. Для трехкубитного компьютера это означает восемь суперпозиций компьютерщиков, работающих над одной и той же задачей с использованием идентичных компьютеров для получения ответа. Неудивительно, что они должны «сотрудничать» таким образом, поскольку все экспериментаторы идентичны и имеют идентичные причины заниматься одной и той же задачей. Это не слишком трудно себе представить. Но если мы построим 300-кубитную машину – а это, безусловно, когда-нибудь произойдет, – то, если Дойч прав, мы получим при этом «коллаборацию» между громадным числом вселенных, превышающим число атомов в нашей видимой Вселенной. Возникает вопрос: не слишком ли велика получается метафизическая нагрузка? Ответ каждый выбирает сам. Но если вы считаете, что слишком, то вам придется как-то иначе объяснять, почему работают квантовые компьютеры.

Большинство специалистов по квантовым компьютерам предпочитает не задумываться об этих вопросах. Но существует группа ученых, которые привыкли ежедневно перед завтраком думать даже больше чем о шести невозможных вещах, и эта группа – космологи. Некоторые из них приняли многомировую интерпретацию как лучший способ объяснить само существование Вселенной.

Стартовой площадкой для них служит отмеченный Шрёдингером факт, что в уравнениях нет ничего, что говорило бы о схлопывании волновой функции. При этом они имеют в виду одну-единственную волновую функцию – ту самую, что описывает весь мир целиком как суперпозицию состояний, Мультивселенную, представляющую собой суперпозицию вселенных.

Первый вариант диссертации Эверетта (впоследствии доработанной и сокращенной по совету Уилера) назывался «Теория универсальной волновой функции» [14] Этот вариант был опубликован в 1973 г. в книге «Многомировая интерпретация квантовой механики» ( The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics , ed. by B.S. DeWitt and N. Graham (Princeton University Press, 1973)). . Под «универсальной» ( universal ) в данном случае автор подразумевал буквально «вселенскую» (Вселенная – Universe ) сущность. Он писал:

Поскольку утверждается универсальная справедливость описания функции состояния, можно рассматривать сами функции состояния как фундаментальные объекты и даже рассматривать функцию состояния всей Вселенной. В таком смысле эта теория может быть названа теорией «универсальной волновой функции», поскольку предполагается, что вся физика проистекает из одной этой функции.

Здесь, имея в виду нашу нынешнюю цель, «функция состояния» – всего лишь другое название волновой функции. «Вся физика» означает всё, включая нас – «наблюдателей» на физическом жаргоне. Космологи радуются этой теории не потому, что их тоже включили в волновую функцию, но потому, что такая идея единой, несхлопывающейся волновой функции представляет собой единственный способ описать всю Вселенную на квантово-механическом языке, не теряя при этом совместимости с общей теорией относительности. В краткой версии диссертации, опубликованной в 1957 г., Эверетт приходил к выводу, что его формулировка квантовой механики «могла бы, следовательно, оказаться плодотворной основой для квантования общей теории относительности». Хотя его мечта до сих пор не воплотилась в жизнь, она вдохновила космологов к активной работе с середины 1980-х гг. Но все же эта теория тащит за собой большой груз.

Универсальная волновая функция описывает положение каждой частицы во Вселенной в какой-то конкретный момент времени. Но она также описывает все возможные положения этих частиц в этот момент. И все возможные положения каждой частицы в любой другой момент времени, хотя число возможных вариантов ограничено квантовой дискретностью пространства и времени. Из этого невообразимого множества возможных вселенных многие варианты окажутся такими, где невозможно существование стабильных звезд и планет, как и людей, которые жили бы на этих планетах. Но по крайней мере некоторые вселенные будут более или менее похожи на нашу, как это часто изображают в научной фантастике и в художественной литературе вообще. Дойч указывал, что, согласно ММИ, любой мир, описанный в любом литературном произведении, на самом деле существует где-то в Мультивселенной, при условии, что он подчиняется законам физики. Где-то обязательно существует, к примеру, мир «Грозового перевала» (но не мир «Гарри Поттера»).