Пол Халперн - Квантовый лабиринт. Как Ричард Фейнман и Джон Уилер изменили время и реальность [litres]

Какая из стрел победит в конечном итоге, термодинамическая или эволюционная? Если положение вещей не изменится, то, скорее всего, первая, поскольку жизнь требует непрерывной подпитки упорядоченной энергией – от солнца или иного источника, а источники конечны. Постепенно все живые существа теряют способность поддерживать равновесие жизни и умирают. Учитывая то, насколько хрупка жизнь на Земле, она сгинет раньше, чем вселенная в целом.

Но в некоторых фантастических сценариях, например в рассказе Айзека Азимова «Последний вопрос», продвинутые цивилизации в конечном итоге учатся, как переворачивать второй закон, и в результате организованная сила жизни одерживает верх над тенденцией распада и угасания.

Расширение вселенной представляет еще одну стрелу космологического времени. Открытие Эдвином Хабблом и его коллегами того факта, что галактики удаляются от нас, стало очевидным доказательством того, что пространство увеличивается со временем. Невозможно спутать нынешнюю вселенную, с ее бесчисленным количеством звезд и галактик, раскиданным по миллиардам световых лет, с ее компактной древней предшественницей.

Все мы, даже те, кто ничего не знает о научных стрелах времени, имеем четкое ощущение того, что время движется вперед. Наше сознание несет нас с неослабевающей силой в одном направлении, от рождения к смерти, и в повседневном опыте причина всегда предшествует следствию.

Хотя время нельзя потрогать, мы не в силах избежать его удушающих объятий. Интересно, что производит этот очевидно неостановимый поток, является ли движение вперед лишь иллюзией вроде той, которая превращает серию статичных картинок в мультфильм? Или это присущий реальности феномен, связанный с какой-то из «стрел»? Может быть, с несколькими? Но вне зависимости от истока, иллюзорное или реальное, сознание можно назвать еще одной стрелой линейного времени.

Но линейного времени, как оказалось, недостаточно для описания природы на фундаментальном уровне. Как продемонстрировала совместная работа Уилера и Фейнмана, определенные процессы в квантовом мире отрицают обычную причинность. Уравнения Максвелла содержат признаки того, что можно двигаться назад во времени точно так же, как и вперед, теория поглощения Уилера – Фейнмана смешивает эти виды движения. Предположение Уилера, которое его ученик поддержал, о том, что позитроны – это те же электроны, движущиеся в противоположном временном направлении, еще сильнее отодвинуло физику частиц от концепций линейного времени.

Вместо цикла или стрелы интеграл по траекториям предлагает третью модель времени: лабиринт вечно ветвящихся возможностей. От каждой точки во времени уходит в будущее много ветвей, и в прошлое – корней, и эти линии изгибаются, сливаются, расходятся снова. В квантовом мире следовать только одному из этих потоков в принципе невозможно, надо иметь дело с «деревом» целиком, со всеми его узлами.

Термин «лабиринт» возвращает нас к одному из самых захватывающих греческих мифов, истории Минотавра, получеловека-полубыка, обитавшего в громадном здании запутанной планировки. Построить его приказал царь Минос, а исполнителем стал Дедал, великий ученый, архитектор и изобретатель, родом из Афин, но живший в изгнании на Крите. Он соорудил исполинский комплекс из вьющихся коридоров, спиральных лестниц, высоких башен, похожих комнат без окон, и назвал его «лабиринтом» от «лабриса», церемониальной секиры с двумя лезвиями [6] Этимология слова «лабиринт» неоднозначна, приводимая автором версия далеко не единственная. , которую использовали на Крите. Работа была завершена, и Минотавра поселили в центре «резиденции», чтобы монстр не имел шансов выбраться.

Во время путешествия в Афины сын Миноса был убит быком, и жаждущий мести царь решил наказать афинян, потребовав, чтобы каждые девять лет семь юношей и семь девушек прибывали на Крит в качестве дани. Когда они попадали на остров, их отправляли в лабиринт, где они ожидали ужасной смерти в руках Минотавра. Искусно построенное сооружение не давало шансов найти выход, и его пленники блуждали по вьющимся коридорам, бесконечным комнатам, не зная, когда и где нападет чудовище. И в конечном итоге оно находило их, отчаявшихся и ослабевших, хватало и пожирало.

Тезей, афинский герой, сочувствовавший обреченным на гибель землякам, вызвался убить Минотавра. Юная дочь Миноса, Ариадна, помогла ему выполнить задачу. По совету Дедала она дала афинянину моток ниток, чтобы привязать его конец к дверям.