"«На лужайке Эйнштейна. Что такое НИЧТО, и где начинается ВСЕ»"
В издательстве Corpus вышла книга Аманды Гефтер в переводе Андрея Ростовцева – о связи современной физики и современной философии, научной журналистике и любви к ученым. «Селедка» с разрешения издательства публикует отрывок
 |
Физик, философ, поэт, пророк, легенда. Даже в девяносто у него было мальчишеское лицо. Миловидный, с озорным блеском в глазах. В молодости Уилер учился квантовой физике в Копенгагене, у Нильса Бора, и читал начальный курс по общей теории относительности в Принстоне, где гулял по аллеям, обсуждая природу мироздания с Эйнштейном. Вместе с Бором он разрабатывал теорию деления ядер, затем перешел на работу по созданию атомной бомбы в Манхэттенском проекте, а после участвовал и в разработке водородной бомбы. Он придумал термины «черная дыра» и «кротовые норы». Он воспитал плеяду талантливых учеников, сделавших замечательные открытия: Ричард Фейнман, Хью Эверетт, Яакоб Бекенштейн, Кип Торн и так далее.
Четыре фундаментальных вопроса, сформулированные Уилером, стали главными вопросами, обсуждавшимися на симпозиуме: «Почему квант? Бытие от бита? Интерактивная Вселенная1? Отчего существование?». Мы были уверены, что в ответах на эти вопросы кроется ключ к разгадке главной тайны.
Почему квант? С квантовой механикой была такая закавыка: картина реальности, которую она предложила, не очень-то, похоже, вязалась с тем, что мы знаем о мире: она подразумевала явления, не имеющие причин, наблюдателей, влияющих на результаты измерений, и, куда бы вы ни глянули, повсюду были ящики, полные котов, одновременно и живых, и мертвых. А может быть, квантовая механика и не предлагала никакой картины реальности вовсе. Может быть, она просто размыла имевшиеся до неузнаваемости. Теория позволяла физикам делать необычайно точные предсказания, но эти предсказания сами по себе не давали никакого ключа к пониманию того, что это все вместе означает. Жизнь Уилера прошла среди основателей квантовой теории, он всегда был в гуще событий. Такие физики, как Бор, Фейнман, Эверетт и Эйнштейн, отчаянно пытались разобраться в странных фактах и явлениях, разворачивающихся перед их глазами. Не имея фундамента, на который можно было бы опереться, самая успешная физическая теория так и парила в воздухе, поражая странной произвольностью. Многих это заставило сдаться и выкинуть белый флаг со словами: «Заткнись и вычисляй!» Но
Уилер отказался сдаваться. Он знал, что на первый взгляд произвольное поведение частиц является ключом к разгадке тайны. Странность теории должна подсказывать нам что-то.
Бытие от бита? В этой краткой формуле Уилера заключалась идея, что физическая Вселенная построена не из материи, а из информации. Всякое наблюдение квантовая теория понимает как вопрос, на который возможны только два ответа: «да» или «нет». Эта частица здесь – или она не здесь? Этот кот жив – или этот кот мертв? Уилер предположил, что бит информации создается уже самим задаванием такого вопроса и что эти биты служат исходными кирпичиками реальности. «Вселенная и все, что в ней содержится (бытие), вероятно, возникает из необозримого множества измерений, в каждом из которых делается выбор одной из двух возможностей (бит), – писал Уилер. – Возможно, информация – это не просто то, что мы узнаем о мире. Возможно, это именно то, что создает мир». Идея довольно странная, если принять во внимание нашу интуицию, которая подсказывает, что исходными кирпичиками материи должна быть сама эта материя, но только в виде крошечных ее кусочков, частиц. При этом, как я узнала от господина Макафуса, частицы сами на 99 % состоят из пустоты. Вы-то можете надеяться, что и жалкого 1 % так или иначе хватит, чтобы сделать наш мир прочным. Но, по словам Уилера, даже этот 1 % не дает возможности ответить на вопрос наблюдателя или «да», или «нет». «Дом строят из кирпичей, но кирпичи изготавливаются из информации?» – записала я в блокноте. Возможно ли такое, что, рассматривая физический мир с достаточно близкого расстояния, мы обнаруживаем нечто вовсе не материальное, словно вся Вселенная – что-то вроде виртуальной реальности? А есть ли разница? Означает ли что-нибудь слово «физический»?
Интерактивная Вселенная? Если результаты измерений побитно выстраивают нашу Вселенную, как подозревал Уилер, то все наблюдатели так или иначе причастны к созданию реальности. Это довольно радикальная картина мира, и если она верна, то, значит, наша Вселенная напрямую создана их совместными усилиями. Как писал физик Поль Дэвис: «Уилер стремится… перевернуть с ног на голову обычную объяснительную цепочку: материя → информация → наблюдатель – и поместить наблюдения в ее основание: наблюдатель → информация → материя». На этом месте у нас с отцом в голове зазвенело: а не могли ли наблюдатели превратить каким-то образом ничто в нечто? Странная мысль. А сами наблюдатели откуда? И что вообще можно было бы так называть? Конечно, это совсем не обязательно разумное существо или человек… но что это?
Наконец, отчего существование? Хороший вопросик. Почему «что-то есть», а не «ничего нет»? Этот вопрос много лет не давал покоя моему отцу, подвиг нас на поиски и в конце концов привел нас на эту конференцию в надежде найти здесь ответ. Отчего существование? Отчего же, в самом деле?!
– Мне посчастливилось пережить первый и единственный сердечный приступ только в прошлом январе, – так Уилер начал свое выступление. Он говорил медленно и тихо, своим немного дребезжащим голосом, который выдавал не только его возраст, но и важность того, что он говорил. – Я говорю «посчастливилось», потому что благодаря ему я понял: времени остается мало и мне лучше сосредоточиться на чем-то одном: откуда существование? Откуда квант? Может быть, эти вопросы звучат слишком философски, но, может быть, философия слишком важна, чтобы оставить ее философам.
Когда сессия закончилась, рой физиков окружил Уилера, оставшегося сидеть в первом ряду, улыбаясь и кивая; один физик за другим присаживался рядом, чтобы поговорить с ним. Мы терпеливо ждали своей очереди. И вот настал наш черед. Толпа рассеялась, и мы устремились вниз, к первому ряду. Это был кульминационный момент. Это было то, за чем мы пришли.
Мы наклонились, и каждый из нас пожал ему руку.
– Я Уоррен Гефтер; это моя дочь, Аманда. Она здесь освещает конференцию для журнала Manhattan. Мы очень рады встретиться с вами! – сказал мой отец.
Уилер кивнул, но, казалось, ничего не услышал и лишь из вежливости не сказал об этом. Мой отец придвинулся ближе и заговорил громче.
– У нас есть вопросы, которые мы давно хотим задать вам, – сказал он, старательно выговаривая каждое слово. – Если наблюдатели создают реальность, то откуда эти наблюдатели берутся?
Уилер улыбнулся.
– Из физики. Из Вселенной. Я хотел сказать, – он сделал паузу, пытаясь подобрать слова, – что Вселенная – это самонастраивающийся контур.
Мой отец благодарно кивнул, потом задумчиво спросил:
– Так это все берется из ничего?
Снова Уилер, казалось, не расслышал, поэтому мой отец переспросил еще громче:
– Так это все берется из ничего?
Уилер кивнул и медленно заговорил: – Существует принцип, согласно которому граница границы равна нулю2.
В этот момент к нему повернулись какие-то физики и заговорили с ним. Нам не оставалось ничего другого, как поблагодарить его, сказав, что это была большая честь для нас. Мы поулыбались и пошли прочь.
В работе конференции был объявлен перерыв на целый день, и мы решили побродить по Принстону. Свежий весенний воздух казался наэлектризованным. Прогуливаясь по улице, мы безостановочно болтали о людях, которых нам удалось увидеть, и идеях, которые они обсуждали. Теперь мы чувствовали свою причастность к чему-то, хотя нас никто туда и не приглашал.
– Мы говорили с самим Уилером! – сказал отец. Он выглядел ошарашенным и ухмылялся, словно не веря самому себе.
– Да, мы это сделали!
Мы дошли до Мерсер-стрит, тихой улицы, на которой жил Эйнштейн в годы работы в Принстоне, по ней они с Уилером бродили, обсуждая великие космические тайны. Вдруг меня осенило: как забавно, что Эйнштейн жил в Нью-Джерси. Нью-Джерси? Это примерно то же самое, что увидеть Шекспира, жующего бургер в Wendy’s, или узнать, что Платон на самом деле не грек, а канадец.
Мы нашли дом Эйнштейна, 112 по Мерсер-стрит, и немного постояли перед ним, рассматривая. Мы испытывали трепет, но дом был весьма скромен. Он был старомоден и непритязателен, окрашен в типичный для маленького города анонимно белый цвет. В доме проводились какие-то ремонтные работы, и крыльцо обвязали желтой лентой, словно место убийства.
Мой отец указал на ленту.
– Наверное, это тот парень, что вечно падал с крыши в его мысленных экспериментах, наконец встретил свою судьбу3.
Я знала, что Эйнштейн настоятельно просил Принстон сохранить его дом в качестве обычного места для жилья, а не превращать его в какую-то достопримечательность или музей. «Этот дом никогда не станет местом паломничества, куда паломники приходят поклониться костям святого», – говорил он. Ну и ладно. С этой желтой лентой мы могли поклониться разве что крыльцу. Кроме того, патологоанатом, который проводил вскрытие Эйнштейна, похитил его мозг. По сравнению с этим наше благоговейное топтание на газоне перед домом вопреки его воле вряд ли можно было бы счесть святотатством.
Отец однажды показал мне старую потрепанную книгу в твердом переплете, которую его отец дал ему, когда он был еще ребенком. Это были статьи Эйнштейна по теории относительности. Отец рассказывал мне, что пытался читать ее, когда ему было всего десять или одиннадцать лет, притворяясь, будто что-то понимает. Все свое детство он хранил эту книгу на полке в спальне, иногда смотрел на нее, иногда перелистывал страницы и мечтал понять ее смысл, потому что был уверен: в этой книге кроется истина. Теперь, глядя на дом, на белой краске которого играло мартовское солнце, я чувствовала себя так, будто мой разум покидает мою голову и вливается во что-то значительно бóльшее, чем я. Я смотрела на отца и понимала, что он наконец встал на путь, которым в глубине души всегда хотел идти. А я? Я просто хотела следовать ему.
Мы напряженно смотрели на дом, словно в любую минуту Эйнштейн мог показаться в дверях, высунуть язык, а потом крикнуть, чтобы мы проваливали к чертям с его лужайки.
«И что же, этот дом действительно построен из информации?» – подумала я. И эта информация создана мной? Нами? Есть ли хоть что-нибудь похожее на то, чем кажется? Существует ли хоть что-то из этого в реальности? Я знала, что мир вокруг должен быть больше, чем кажется. Физика явно подкрепляет эту мысль: в конце концов стол состоит главным образом из пустоты, но если посмотреть на эту пустоту достаточно внимательно, словно в микроскоп с большим разрешением, то она окажется не такой уж и пустой, но заполненной чем-то неизвестным. Если посмотреть с достаточно близкого расстояния на что угодно, то все, что мы о нем знали, распадется, оставив взамен… что? Какие-то исходные ингредиенты реальности? Что-то нематериальное, вроде информации? Мне не нужна наука, чтобы понять, что внешность обманчива. Я знаю это на своем опыте. Я знала это с того самого дня, когда мой отец сказал мне, что все вокруг иллюзия. Я не могу смириться с мыслью, что реальность оканчивается на свадебном торте, офисной тягомотине и доме в богатом пригороде. Если миром у меня перед глазами начинается и заканчивается бытие, то на меня не рассчитывайте. Мне нужна тайна. Мне нужно знать, что это – история с продолжением.
1Интерактивная Вселенная – в оригинале participatory universe. Такой вариант перевода, предложенный переводчиками сборника «Наука и предельная реальность», представляется наиболее удачным. Уилер считал, что во Вселенной наблюдатели участвуют в ее создании. Поэтому он их назвал participators, в данном контексте наиболее удачным русским эквивалентом можно считать слово «акторы», которое будет использоваться далее в этом смысле.
2Имеется в виду теорема общей топологии: если имеется ограниченное множество, то множество, служащее границей его границе, обязательно пусто. Однако пустое множество довольно часто называют нулевым.
3Намек на цитату из знаменитой статьи Эйнштейна 1907 года «О принципе относительности и его следствиях», которая потом часто приводилась в популярной литературе: «…Для свободно падающего с крыши дома наблюдателя <…> отсутствует гравитационное поле».
Четыре фундаментальных вопроса, сформулированные Уилером, стали главными вопросами, обсуждавшимися на симпозиуме: «Почему квант? Бытие от бита? Интерактивная Вселенная1? Отчего существование?». Мы были уверены, что в ответах на эти вопросы кроется ключ к разгадке главной тайны.
Почему квант? С квантовой механикой была такая закавыка: картина реальности, которую она предложила, не очень-то, похоже, вязалась с тем, что мы знаем о мире: она подразумевала явления, не имеющие причин, наблюдателей, влияющих на результаты измерений, и, куда бы вы ни глянули, повсюду были ящики, полные котов, одновременно и живых, и мертвых. А может быть, квантовая механика и не предлагала никакой картины реальности вовсе. Может быть, она просто размыла имевшиеся до неузнаваемости. Теория позволяла физикам делать необычайно точные предсказания, но эти предсказания сами по себе не давали никакого ключа к пониманию того, что это все вместе означает. Жизнь Уилера прошла среди основателей квантовой теории, он всегда был в гуще событий. Такие физики, как Бор, Фейнман, Эверетт и Эйнштейн, отчаянно пытались разобраться в странных фактах и явлениях, разворачивающихся перед их глазами. Не имея фундамента, на который можно было бы опереться, самая успешная физическая теория так и парила в воздухе, поражая странной произвольностью. Многих это заставило сдаться и выкинуть белый флаг со словами: «Заткнись и вычисляй!» Но
Уилер отказался сдаваться. Он знал, что на первый взгляд произвольное поведение частиц является ключом к разгадке тайны. Странность теории должна подсказывать нам что-то.
Бытие от бита? В этой краткой формуле Уилера заключалась идея, что физическая Вселенная построена не из материи, а из информации. Всякое наблюдение квантовая теория понимает как вопрос, на который возможны только два ответа: «да» или «нет». Эта частица здесь – или она не здесь? Этот кот жив – или этот кот мертв? Уилер предположил, что бит информации создается уже самим задаванием такого вопроса и что эти биты служат исходными кирпичиками реальности. «Вселенная и все, что в ней содержится (бытие), вероятно, возникает из необозримого множества измерений, в каждом из которых делается выбор одной из двух возможностей (бит), – писал Уилер. – Возможно, информация – это не просто то, что мы узнаем о мире. Возможно, это именно то, что создает мир». Идея довольно странная, если принять во внимание нашу интуицию, которая подсказывает, что исходными кирпичиками материи должна быть сама эта материя, но только в виде крошечных ее кусочков, частиц. При этом, как я узнала от господина Макафуса, частицы сами на 99 % состоят из пустоты. Вы-то можете надеяться, что и жалкого 1 % так или иначе хватит, чтобы сделать наш мир прочным. Но, по словам Уилера, даже этот 1 % не дает возможности ответить на вопрос наблюдателя или «да», или «нет». «Дом строят из кирпичей, но кирпичи изготавливаются из информации?» – записала я в блокноте. Возможно ли такое, что, рассматривая физический мир с достаточно близкого расстояния, мы обнаруживаем нечто вовсе не материальное, словно вся Вселенная – что-то вроде виртуальной реальности? А есть ли разница? Означает ли что-нибудь слово «физический»?
Интерактивная Вселенная? Если результаты измерений побитно выстраивают нашу Вселенную, как подозревал Уилер, то все наблюдатели так или иначе причастны к созданию реальности. Это довольно радикальная картина мира, и если она верна, то, значит, наша Вселенная напрямую создана их совместными усилиями. Как писал физик Поль Дэвис: «Уилер стремится… перевернуть с ног на голову обычную объяснительную цепочку: материя → информация → наблюдатель – и поместить наблюдения в ее основание: наблюдатель → информация → материя». На этом месте у нас с отцом в голове зазвенело: а не могли ли наблюдатели превратить каким-то образом ничто в нечто? Странная мысль. А сами наблюдатели откуда? И что вообще можно было бы так называть? Конечно, это совсем не обязательно разумное существо или человек… но что это?
Наконец, отчего существование? Хороший вопросик. Почему «что-то есть», а не «ничего нет»? Этот вопрос много лет не давал покоя моему отцу, подвиг нас на поиски и в конце концов привел нас на эту конференцию в надежде найти здесь ответ. Отчего существование? Отчего же, в самом деле?!
– Мне посчастливилось пережить первый и единственный сердечный приступ только в прошлом январе, – так Уилер начал свое выступление. Он говорил медленно и тихо, своим немного дребезжащим голосом, который выдавал не только его возраст, но и важность того, что он говорил. – Я говорю «посчастливилось», потому что благодаря ему я понял: времени остается мало и мне лучше сосредоточиться на чем-то одном: откуда существование? Откуда квант? Может быть, эти вопросы звучат слишком философски, но, может быть, философия слишком важна, чтобы оставить ее философам.
Когда сессия закончилась, рой физиков окружил Уилера, оставшегося сидеть в первом ряду, улыбаясь и кивая; один физик за другим присаживался рядом, чтобы поговорить с ним. Мы терпеливо ждали своей очереди. И вот настал наш черед. Толпа рассеялась, и мы устремились вниз, к первому ряду. Это был кульминационный момент. Это было то, за чем мы пришли.
Мы наклонились, и каждый из нас пожал ему руку.
– Я Уоррен Гефтер; это моя дочь, Аманда. Она здесь освещает конференцию для журнала Manhattan. Мы очень рады встретиться с вами! – сказал мой отец.
Уилер кивнул, но, казалось, ничего не услышал и лишь из вежливости не сказал об этом. Мой отец придвинулся ближе и заговорил громче.
– У нас есть вопросы, которые мы давно хотим задать вам, – сказал он, старательно выговаривая каждое слово. – Если наблюдатели создают реальность, то откуда эти наблюдатели берутся?
Уилер улыбнулся.
– Из физики. Из Вселенной. Я хотел сказать, – он сделал паузу, пытаясь подобрать слова, – что Вселенная – это самонастраивающийся контур.
Мой отец благодарно кивнул, потом задумчиво спросил:
– Так это все берется из ничего?
Снова Уилер, казалось, не расслышал, поэтому мой отец переспросил еще громче:
– Так это все берется из ничего?
Уилер кивнул и медленно заговорил: – Существует принцип, согласно которому граница границы равна нулю2.
В этот момент к нему повернулись какие-то физики и заговорили с ним. Нам не оставалось ничего другого, как поблагодарить его, сказав, что это была большая честь для нас. Мы поулыбались и пошли прочь.
В работе конференции был объявлен перерыв на целый день, и мы решили побродить по Принстону. Свежий весенний воздух казался наэлектризованным. Прогуливаясь по улице, мы безостановочно болтали о людях, которых нам удалось увидеть, и идеях, которые они обсуждали. Теперь мы чувствовали свою причастность к чему-то, хотя нас никто туда и не приглашал.
– Мы говорили с самим Уилером! – сказал отец. Он выглядел ошарашенным и ухмылялся, словно не веря самому себе.
– Да, мы это сделали!
Мы дошли до Мерсер-стрит, тихой улицы, на которой жил Эйнштейн в годы работы в Принстоне, по ней они с Уилером бродили, обсуждая великие космические тайны. Вдруг меня осенило: как забавно, что Эйнштейн жил в Нью-Джерси. Нью-Джерси? Это примерно то же самое, что увидеть Шекспира, жующего бургер в Wendy’s, или узнать, что Платон на самом деле не грек, а канадец.
Мы нашли дом Эйнштейна, 112 по Мерсер-стрит, и немного постояли перед ним, рассматривая. Мы испытывали трепет, но дом был весьма скромен. Он был старомоден и непритязателен, окрашен в типичный для маленького города анонимно белый цвет. В доме проводились какие-то ремонтные работы, и крыльцо обвязали желтой лентой, словно место убийства.
Мой отец указал на ленту.
– Наверное, это тот парень, что вечно падал с крыши в его мысленных экспериментах, наконец встретил свою судьбу3.
Я знала, что Эйнштейн настоятельно просил Принстон сохранить его дом в качестве обычного места для жилья, а не превращать его в какую-то достопримечательность или музей. «Этот дом никогда не станет местом паломничества, куда паломники приходят поклониться костям святого», – говорил он. Ну и ладно. С этой желтой лентой мы могли поклониться разве что крыльцу. Кроме того, патологоанатом, который проводил вскрытие Эйнштейна, похитил его мозг. По сравнению с этим наше благоговейное топтание на газоне перед домом вопреки его воле вряд ли можно было бы счесть святотатством.
Отец однажды показал мне старую потрепанную книгу в твердом переплете, которую его отец дал ему, когда он был еще ребенком. Это были статьи Эйнштейна по теории относительности. Отец рассказывал мне, что пытался читать ее, когда ему было всего десять или одиннадцать лет, притворяясь, будто что-то понимает. Все свое детство он хранил эту книгу на полке в спальне, иногда смотрел на нее, иногда перелистывал страницы и мечтал понять ее смысл, потому что был уверен: в этой книге кроется истина. Теперь, глядя на дом, на белой краске которого играло мартовское солнце, я чувствовала себя так, будто мой разум покидает мою голову и вливается во что-то значительно бóльшее, чем я. Я смотрела на отца и понимала, что он наконец встал на путь, которым в глубине души всегда хотел идти. А я? Я просто хотела следовать ему.
Мы напряженно смотрели на дом, словно в любую минуту Эйнштейн мог показаться в дверях, высунуть язык, а потом крикнуть, чтобы мы проваливали к чертям с его лужайки.
«И что же, этот дом действительно построен из информации?» – подумала я. И эта информация создана мной? Нами? Есть ли хоть что-нибудь похожее на то, чем кажется? Существует ли хоть что-то из этого в реальности? Я знала, что мир вокруг должен быть больше, чем кажется. Физика явно подкрепляет эту мысль: в конце концов стол состоит главным образом из пустоты, но если посмотреть на эту пустоту достаточно внимательно, словно в микроскоп с большим разрешением, то она окажется не такой уж и пустой, но заполненной чем-то неизвестным. Если посмотреть с достаточно близкого расстояния на что угодно, то все, что мы о нем знали, распадется, оставив взамен… что? Какие-то исходные ингредиенты реальности? Что-то нематериальное, вроде информации? Мне не нужна наука, чтобы понять, что внешность обманчива. Я знаю это на своем опыте. Я знала это с того самого дня, когда мой отец сказал мне, что все вокруг иллюзия. Я не могу смириться с мыслью, что реальность оканчивается на свадебном торте, офисной тягомотине и доме в богатом пригороде. Если миром у меня перед глазами начинается и заканчивается бытие, то на меня не рассчитывайте. Мне нужна тайна. Мне нужно знать, что это – история с продолжением.
1Интерактивная Вселенная – в оригинале participatory universe. Такой вариант перевода, предложенный переводчиками сборника «Наука и предельная реальность», представляется наиболее удачным. Уилер считал, что во Вселенной наблюдатели участвуют в ее создании. Поэтому он их назвал participators, в данном контексте наиболее удачным русским эквивалентом можно считать слово «акторы», которое будет использоваться далее в этом смысле.
2Имеется в виду теорема общей топологии: если имеется ограниченное множество, то множество, служащее границей его границе, обязательно пусто. Однако пустое множество довольно часто называют нулевым.
3Намек на цитату из знаменитой статьи Эйнштейна 1907 года «О принципе относительности и его следствиях», которая потом часто приводилась в популярной литературе: «…Для свободно падающего с крыши дома наблюдателя <…> отсутствует гравитационное поле».
