Щотижня Look At Me публікує уривок з нової нон-фікшн-книги, що виходить російською мовою. Цього разу ми представляємо книгу Митио Каку «Космос Ейнштейна: Як відкриття Альберта Ейнштейна змінили наші уявлення про простір і час», яку випустило видавництво «Альпіна Нон-фікшн».
Біографи в більшості своїй ігнорують останні 30 років життя Ейнштейна, розглядаючи їх як щось незручне, негідну генія, як пляма на його в усьому іншому кристально чистою історії. Однак науковий прогрес останніх десятиліть дозволив нам абсолютно по-новому поглянути на спадщину Ейнштейна. Справа в тому, що його робота була настільки фундаментальної, так перевернула сама підстава людського знання, що вплив Ейнштейна досі відчувається у фізиці. Багато насіння, посіяні Ейнштейном, проростають тільки зараз, в XXI столітті, перш за все тому, що наші інструменти - космічні телескопи, рентгенівські космічні обсерваторії, лазери - стали досить потужними і чутливими, щоб перевірити найрізноманітніші його передбачення, зроблені кілька десятиліть тому.
У 1924 році, коли Ейнштейн тільки написав роботу по конденсату Бозе - Ейнштейна, він не думав, що це цікаве явище буде виявлено в скільки-небудь осяжному майбутньому. Адже для того щоб все квантові стану коллапсировать в гігантський суператом, необхідно було охолодити матеріали майже до абсолютного нуля.
Практичне застосування конденсатаБозе - Ейнштейна ще попереду, поки йде лише процес усвідомлення
Крім атомних лазерів деякі вчені говорять про побудову квантових комп'ютерів (комп'ютерів, що обчислюють за допомогою окремих атомів) на основі бозе-ейнштейнівського конденсату, які з часом могли б замінити звичайні кремнієві комп'ютери. Інші говорять про те, що прихована маса, або темна матерія, може частково складатися з бозе-ейнштейнівського конденсату. Якщо це так, то саме в цьому дивному стані може перебувати велика частина речовини Всесвіту.
Крім того, діяльність Ейнштейна змусила квантових фізиків заново обміркувати свою відданість первісної копенгагенської інтерпретації цієї теорії. Ще в 1930-1940-і роки, коли квантові фізики радісно хихикали за спиною Ейнштейна, ігнорувати цього гіганта сучасної фізики було зовсім нескладно, адже значні відкриття в квантовій фізиці робилися чи не щодня. Хто готовий був витрачати час на перевірку фундаментальних положень квантової теорії, коли фізики поспішали збирати Нобелівські премії як яблука з гілки? Проводилися сотні розрахунків за властивостями металів, напівпровідників, рідин, кристалів та інших матеріалів, результати яких легко могли привести до створення цілих промислових галузей. На решту просто не було часу. Внаслідок цього фізики десятиліттями просто звикали до інтерпретацій копенгагенської школи, «замітаючи під килим» не мають відповіді глибокі філософські питання. Спори Бора з Ейнштейном були забуті. Однак сьогодні, коли на багато «прості» питання про речовину отримані чіткі відповіді, набагато більш складні питання, підняті Ейнштейном, як і раніше залишаються без відповіді. Зокрема, по всьому світу проводяться десятки міжнародних конференцій, на яких фізики заново розглядають проблему кота Шредінгера, згадану в 7-му розділі. Тепер, коли експериментатори навчилися маніпулювати окремими атомами, проб-лема кота перестала носити чисто академічний характер. Більш того, від її вирішення може залежати кінцева доля комп'ютерних технологій, якими визначається значна частка світового багатства, оскільки комп'ютери майбутнього, можливо, будуть працювати на транзисторах, побудованих з окремих атомів.
Ми живемо по інший бік стіни, де все хвильові функції вже схлопнулись
Сьогодні визнається, що з усіх альтернативних варіантів Копенгагенська школа Бора пропонує найменш привабливий відповідь на проблему кота, хоча до цих пір ніяких експериментальних відхилень від початкової боровськой інтерпретації не виявлено. Копенгагенська школа постулює існування «стіни», яка відділяє повсякденний макроскопічний світ дерев, гір і людей, який ми бачимо навколо себе, від загадкового контр-інтуїтивного мікроскопічного світу квантів і хвиль. В мікроскопічному світі елементарні частинки існують в проміжному стані між буттям і небуттям. Однак ми живемо по іншу сторону стіни, де все хвильові функції вже схлопнулись, тому наша макроскопічна всесвіт здається нам стабільної і цілком певною. Іншими словами, спостерігача від спостережуваного об'єкта відокремлює стіна.
Деякі фізики, включаючи нобелівського лауреата Юджина Вігнера, пішли ще далі. Ключовий елемент спостереження, підкреслював Вигнер, - це свідомість. Щоб провести спостереження і визначити реальність кота, необхідний наділений свідомістю спостерігач. Але хто спостерігає за спостерігачем? Спостерігачеві теж необхідний свій спостерігач (іменований «другом Вигнера»), який визначив би, що спостерігач живий. Але це має на увазі існування нескінченного ланцюжка спостерігачів, кожен з яких спостерігає за сусідом і визначає, що попередній спостерігач живий і здоровий. Для Вигнера це означало, що десь існує, можливо, якесь космічне свідомість, яка визначає природу самого Всесвіту! Він писав: «Саме вивчення зовнішнього світу призвело до висновку про те, що вміст свідомості і є кінцева реальність». Дехто стверджував в зв'язку з цим, що це доводить існування Бога, якогось космічного свідомості, або те, що сам Всесвіт якимось чином має свідомість. Як сказав одного разу Планк, «наука не в змозі вирішити кінцеву загадку Природи. А все тому, що в кінцевому підсумку ми самі є частиною загадки, яку намагаємося вирішити ».
За минулі десятиліття були запропоновані й інші інтерпретації. У 1957 році Хью Еверетт, в той час аспірант фізика Джона Уїлера, запропонував, можливо, саме радикальне рішення проблеми кота - «многоміровая» теорію, згідно з якою всі можливі всесвіти існують одночасно. Кот справді може бути мертвим і живим одночасно, тому що сам Всесвіт расщепилась надвоє. Наслідки з цієї ідеї, відверто кажучи, незатишні, оскільки при цьому мається на увазі, що Всесвіт постійно, кожне квантове мить роздвоюється, утворюючи нескінченне число квантових всесвітів. Сам Уілер, спочатку гаряче підтримав ідею свого студента, пізніше відмовився від неї, заявивши, що з таким підходом пов'язано занадто багато «метафізичного багажу». Уявіть, наприклад, космічний промінь, що пронизує в потрібний момент черево матері Вінстона Черчілля і викликає викидень. Таким чином, одне квантове подія відокремлює нас від всесвіту, в якій Черчілль, здатний підняти народ Англії і всього світу на боротьбу з убивчими силами Адольфа Гітлера, просто не народився. У тій паралельному всесвіті нацисти, можливо, виграли Другу світову війну і поневолили значну частину світу. Або уявіть собі світ, де сонячний вітер, що запускається квантовими подіями, збив з шляху ту комету або метеорит, який 65 млн років тому потрапив в мексиканський півострів Юкатан і стер з лиця землі динозаврів. У тій паралельному всесвіті людина не з'явився зовсім і Манхеттен, де я зараз живу, населений несамовитими динозаврами.