Сьогодні теорія мультивсесвіту, множинності паралельних світів, надзвичайно популярна завдяки кільком фантастичним франшизам. І мало хто згадує, що вона народилася з достатньо таки серйозної наукової праці фізика на ім’я Г’ю Еверетт. Насправді це одна з найбільш контроверсійних теорій сучасної фізики.
Життя Г’ю Еверетта
19 листопада виповнюється 96 років від народження Г’ю Еверетта — автора однієї з найконтроверсійніших теорій у сучасній фізиці. Ідея, що кожну секунду утворюється незліченна кількість нових Всесвітів, виглядає максимально спірною з погляду самого наукового методу. Однак вона давно вже не є надбанням лише фізики, вона зробила крок у масову культуру.
Сьогодні ми знаємо її як теорію мультивсесвіту. Цю ідею використовують численні науково-фантастичні франшизи, й завдяки цьому про неї знає багато людей, які фізикою не цікавляться. Проте як теорія мультивсесвіту, відома науковцям як евереттівська інтерпретація квантової механіки, взагалі з’явилася на світ? Розповідь про це треба розпочати з самого Г’ю Еверетта.
Народився він у 1930 році в США. Його батько був військовим і переважно займався постачанням для армії США. Мати — поетесою. Коли Г’ю ще був малий, вони розійшлися. Спочатку хлопчик жив із матір’ю, а потім перебрався до батька.
З дитинства Г’ю цікавився складними й суперечливими речами. У 12 років він написав листа самому Альберту Ейнштейну з питанням, чи є наш Всесвіт породженням випадку, чи певної єдиної сили. Видатний фізик відповів на цей лист, але відповідь заслуговує на те, аби зацитувати її вже після пояснення тієї теорії, яку висунув Еверетт, коли став дорослим.
Також Еверетт із молодості цікавився діанетикою Рона Габарда. Він ніколи не визнавав, що вважає це псевдонаукове вчення правдою, але її вплив чітко відчувається в його роботах, що тільки робить їх ще суперечливішими.
Під час Другої світової, поки його батько воював у Європі, Еверетт навчався на хімічного інженера і навіть ще студентом робив в цій галузі публікації. Потім він переривав своє навчання і деякий час жив із батьком у Західній Німеччині, але у 1953-му таки отримав диплом.
Після закінчення університету Г’ю деякий час працював у Принстонському університеті, а згодом його основним заняттям стала робота на американських військових. Він працював у комісії, що займалася оцінкою ефективності різноманітних видів зброї. Потім створив власну фірму, яка також була тісно пов’язана з урядом США.
Знаменитим його зробила докторська дисертація, захищена 1956 року. Головна ідея її полягала в тому, що ефекти квантової механіки весь час призводять до утворення нових всесвітів. З цією ідеєю він поїхав у Копенгаген до самого Нільса Бора, але не був ним підтриманий і невдовзі перестав займатися фізикою, перейшовши до чистої математики.
Ідея Еверетта була на деякий час забута, поки у 1970-му про неї не згадав американський фізик Брайс Девітт. Більшість вчених залишалися її противниками, проте публікації про неї з’явилися у фантастичному журналі Analog.
Г’ю Еверетт помер у своєму домі від серцевого нападу у 1982 році на руках свого сина — музиканта Марка Еверетта. Розповідаючи про батька, Марк згадував, що той ніколи не ходив до лікарів, мав зайву вагу і палив по три пачки цигарок на день. Багато хто вважає, що причиною цього є його захоплення діанетикою. Можливо, він просто вірив, що якщо вірити в усе хороше, то все складеться якнайкраще.
Квантова механіка
То чому ж теорія дивака Еверетта викликала і продовжує викликати суперечки? Причина — у квантовій механіці, на якій вона базується. Ця теорія народилася на початку ХХ століття, щоб пояснити всі ті дивні ефекти, які спостерігалися.
Формулюватися основні положення квантової механіки можуть по-різному, тим більше, що всі описи, створені не мовою формул, є неточними. Але загалом їх можна звести до трьох основних тез:
1. Багато величин і насамперед енергія можуть змінюватися не довільно, а лише на певні дискретні величини. Вони називаються квантами, що й дало назву усій теорії.
2. Будь-яка елементарна частинка проявляє властивості не тільки твердого тіла (тобто масу і розмір), а й хвилі (тобто частоту та амплітуду).
3. Частинки переважно перебувають у змішаних квантових станах, тобто замість формул Ньютона, які описують положення тіла певної маси в кожний конкретний момент. Натомість для цього використовують хвильову функцію, яка описує квантовий стан частинки та дає змогу визначити ймовірність різних результатів вимірювання.
Саме хвильова функція є головною проблемою квантової механіки. Бо вона означає, що абсолютно всі характеристики частинки в певний момент часу зі стовідсотковою впевненістю визначити неможливо. Є лише певне поле ймовірності, яке застосовується до певної області в просторі, у межах якого маса, енергія, частота, заряд та інші знайомі нам речі мають певний змінний діапазон значень.
Це називається суперпозицією, і найгірше в ній те, що спробувати визначити стан квантової системи можна, якщо якось провзаємодіяти з нею. При цьому відбувається схлопування, або ж, як говорять фізики, колапс хвильової функції. Величини набувають конкретних значень, які є випадковими, але при цьому підпорядковуються принципу квантування, проте повернути систему назад до суперпозиції неможливо.
Якщо вам після всього цього хочеться дізнатися, як усе це взаємодіє з макросвітом, то ви не самі. Цього хочуть усі фізики ось уже кілька десятиліть. Бо виникає так званий ефект спостерігача, тобто фізична поведінка системи змінюється залежно від того, вимірює хтось її стан чи ні.
А це те, що суперечить самим основам фізики. Її закони, виражені у функціях, мають діяти незалежно від того, чи існують науковці, які перевіряють їх виконання. Свого часу Ейнштейн, який загалом дуже скептично ставився до квантової механіки, намагався підколювати Бора та інших її прихильників, питаючи, чи вірять вони у те, що можна вплинути на рух Місяця, подивившись на нього. В окремих варіантах цієї історії рухом нашого супутника взагалі керує миша, що дивиться на нього з нори.
Але, звичайно, найвідоміша ілюстрація абсурдності квантової механіки — це кіт, якого Ернест Шредінгер подумки запхав у коробку з частинкою в стані суперпозицї, лічильником Гейгера та капсулою з отруйним газом. Фактично у цьому вигаданому експерименті нещасна тварина жива, мертва чи перебуває в обох станах одночасно, в залежності від того, чи відбувся колапс хвильової функції та як саме.
Евереттівська інтерпретація квантової механіки
Саме тому науковці від питання про саму квантову механіку перейшли до того, як її розуміти. Нільс Бор, її головний винахідник, запропонував варіант, відомий як копенгагенська інтерпретація, або ж в народі «замовкни і рахуй». Фізикам пропонувалося взагалі не замислюватися над тим, як усе це працює.
І, як не дивно, вони із цим погодилися, проте не ставити запитань, коли є відчуття, що ось не так, — це щось протилежне не лише до всієї фізики, а й до самого наукового методу. Багато у кого копенгагенська інтерпретація викликає відчуття часів, коли ніщо не могло суперечити вченням Арістотеля.
І ось тут на обрії з’явився Г’ю Еверетт зі своєю дисертацією. У ній він обґрунтував іншу інтерпретацію квантової механіки, де колапс хвильової функції не призводив до появи кота Шредінгера.
Для цього виявилося достатньо лише того, що в момент вимірювання, або будь-якої іншої взаємодії реалізуються одразу всі можливі стани квантової системи. Але кожен — у своєму Всесвіті. І кожен з варіантів призводить до своїх наслідків. У результаті цього варіанти реальності множаться щосекунди безперервно і з шаленою швидкістю.
Насправді варіантів історії має бути набагато, набагато більше, ніж це, наприклад, показують у мультивсесвіті Марвел. Їх має бути більше, ніж людський мозок може обробити, й різниця між ними мала б бути мінімальною, але з часом все більш відчутною.
Це може налякати звичайну людину, але фізики не прийняли евереттівську інтерпретацію квантової механіки зовсім не через це. Річ у тім, що вона описувала наслідки, які відбувалися у кількох світах, але спостерігати їх можна було тільки в нашому, і наслідків, які можна було б перевірити, не переходячи до іншої гілки мультивсесвіту, вона принципово не давала.
А це — в принципі, найгірше, що вчений може запропонувати. Така теорія нефальсифікована, вона не дає змоги поставити експеримент, який теоретично міг би спростувати якесь припущення. Вона взагалі не може вважатися науковою, незалежно від того, наскільки красиво все описує.
Саме це робить її настільки контроверсійною. Копенгагенська інтерпретація — це жахливе з погляду науки пояснення суперечливої теорії квантової механіки. Евереттівська ідея — взагалі їй не альтернатива, хоча для того, аби розуміти, чому, треба добре знати, як працює наука, тому вона дуже популярна у ненауковців.
Найгірше в евереттівській інтерпретації квантової механіки — те, що ефекту спостерігача вона повністю не виключає, просто допускає, що він може працювати по-іншому. Самі наші думки визначають, який із варіантів колапсу хвильової функції ми спостерігаємо. Пам’ятаєте захоплення Еверетта діанетикою? Ось і божевільні прихильники Рона Габбарда його не забули і взяли на озброєння.
І це перетворило її на найбільш небезпечну конспірологічну теорію на Землі. Бо вона, фактично, інтерпретує квантову механіку так, що ми не можемо бути впевненими у самому принципі фальсифікації теорії. Бо що заважає нашим думкам вести нас саме тими варіантами мультивсесвіту, в яких результат саме той, про який ми думаємо?
Тепер вже важко сказати, наскільки Еверетт був псевдонауковцем, а наскільки — просто взявся за питання, які не під силу сучасній науці. Мабуть, найкраще його характеризує та сама відповідь, яку він у віці 12 років отримав від Ейнштейна (який саме сперечався з Бором на тему впливу мишачих спостережень на траєкторію Місяця):
«Любий Г’ю! Не існує жодної «непереборної сили» чи «нерухомого тіла». Проте, схоже, існує один дуже впертий хлопець, який переможно проклав собі шлях крізь дивні перешкоди — перешкоди, які він сам же для цього й створив. Щиро Ваш, А. Ейнштейн».
