Дэвид Альберт об измерениях в квантовой механике и проблемах многомировой интерпретации (интервью)

Квантовая механика — наша лучшая теория того, как устроена реальность на фундаментальном уровне, однако физики до сих пор не могут прийти к согласию относительно того, что именно эта теория утверждает. В центре этой загадки находится «проблема измерения»: что в действительности происходит, когда мы наблюдаем квантовую систему, и почему для описания этого процесса нам, по‑видимому, нужны отдельные правила? Дэвид Альберт — один из ведущих современных специалистов по основаниям квантовой механики, и мы обсуждаем с ним проблему измерения и то, почему она настолько трудна для понимания.

Затем мы подробно разбираем многомировую интерпретацию квантовой механики — мою любимую интерпретацию (как я объясняю в своей готовящейся к выходу книге Something Deeply Hidden). Дэвид, напротив, ее сторонником не является, поэтому он излагает аргументы в пользу скептического отношения к многомировой интерпретации. (Речь, разумеется, идет о философски серьезных аргументах, а не о смутном дискомфорте от мысли о существовании всех этих других вселенных.)

Дэвид Альберт получил степень PhD по физике в Рокфеллеровском университете. В настоящее время он занимает должность профессора философии имени Фредерика Э. Вудбриджа в Колумбийском университете. Его исследования охватывают целый ряд вопросов, связанных с основаниями физики, включая стрелу времени (именно он ввел термин «гипотеза прошлого» для обозначения низкоэнтропийного состояния ранней Вселенной) и квантовую механику. Он является автором нескольких книг, в том числе Time and Chance, Quantum Mechanics and Experience и After Physics.

• Страница Дэвида Альберта на сайте Колумбийского университета

• Публикации на PhilPapers

• Страница в Википедии

• Видео на Closer to Truth

• Интервью BigThink

Вступление

ведущий: Всем привет и добро пожаловать в подкаст Mindscape. Я ваш ведущий, Шон Кэрролл. Те из вас, кто следит за моей работой уже не первый год, знают, что меня очень интересуют квантовая механика, ее основания и вопрос о том, что все это в конечном счете означает. В частности, я сторонник и защитник многомировой интерпретации квантовой механики. Я считаю, что, скорее всего, именно она верна, но есть умные люди, которые со мной не согласны. Поэтому сегодня у нас в гостях как раз один из таких умных людей.

Дэвид Альберт — философ физики из Колумбийского университета. Он получил степень PhD по физике в Рокфеллеровском университете и является одним из ведущих мировых специалистов по основаниям квантовой механики. Он не относится к числу поклонников многомировой интерпретации, или, как мы ее еще называем, эвереттовской квантовой теории, поэтому мы подробно разберемся, почему он настроен по отношению к ней столь скептически. К сожалению, нам немного не хватило времени, чтобы поговорить о том, какие подходы к квантовой механике предпочитает он сам. Но ничего страшного — возможно, как‑нибудь он снова придет к нам на подкаст.

Мы объясним, что такое квантовая механика, в чем состоит проблема измерения, что утверждает многомировая теория и какие именно трудности видит в ней Дэвид — трудности, которые, по его мнению, многомировой интерпретации вряд ли удастся преодолеть.

Этот выпуск будет очень полезен тем, кто интересуется этой областью, но не является специалистом. Во‑первых, мы отделим несерьезные возражения против многомировой интерпретации от тех вопросов, которые мы оба считаем действительно важными проблемами и серьезными вызовами для нее. Дэвид прекрасно понимает, что многомировая интерпретация — вполне правдоподобная теория. Просто он считает, что препятствия, мешающие довести ее до полноценного и непротиворечивого вида, преодолеть не удастся, тогда как я думаю, что эти проблемы будут решены.

Во‑вторых, этот разговор — настоящий мастер‑класс по тщательному философскому рассуждению. Дэвид великолепно умеет обходиться без специального жаргона — как физического, так и философского — и при этом очень внимательно, точно и строго формулировать суть проблем и рассматривать различные возможные решения.

Лично я не прихожу к тем же выводам, которые Дэвид делает на основе этого анализа, но всегда готов его выслушать. Более того, прямо во время нашего разговора мне пришло в голову несколько новых идей. Надеюсь, новые идеи появятся и у вас.

Путь к основаниям квантовой механики

ведущий: Дэвид Альберт, добро пожаловать в подкаст Mindscape.

Дэвид Альберт: Рад быть здесь.

ведущий: Начну с забавной истории о вас, которую я прочитал в книге Адама Беккера. Кстати, как мои слушатели уже знают, я и сам сейчас пишу книгу о квантовой механике.

Дэвид Альберт: Да, вы мне об этом рассказывали.

ведущий: И я собираюсь пересказать эту историю в своей книге, так что после этого она уже будет не такой свежей. Речь идет о том времени, когда вы были аспирантом в Рокфеллеровском университете. Насколько я понимаю, вы совершили ошибку, прочитав книгу Дэвида Юма. Именно после этого вы заинтересовались основаниями физики. И что произошло дальше?

Дэвид Альберт: В Рокфеллеровском университете это, мягко говоря, не встретило теплого приема.

ведущий: Это было на физическом факультете?

Дэвид Альберт: Да, на физическом факультете Рокфеллеровского университета. Довольно скоро началась процедура моего исключения из аспирантской программы. Это было в самом конце 1970-х — начале 1980-х годов. В те мрачные времена интерес к подобным вопросам был крайне непопулярен.

Мне разрешили остаться в программе при условии, что я буду писать диссертацию не на выбранную мной тему, а на тему, назначенную факультетом. Причем назначили мне явно такую тему, которая, по их мнению, должна была пойти на пользу моему характеру.

ведущий: Что ж, в итоге все сложилось неплохо. И с характером у вас до сих пор все в порядке.

Дэвид Альберт: Это была тема, требовавшая огромного объема вычислений. Что‑то связанное с борелевским пересуммированием и ‑теориями поля, которыми в те годы активно занимались. В общем, диссертация была чрезвычайно насыщена вычислениями.

К тому времени я уже общался с Якиром Аароновым. Еще будучи аспирантом, я написал ему о нескольких вопросах, над которыми ломал голову и совершенно не понимал, что с ними делать, и попросил у него совета. Он отнесся ко мне замечательно.

На встрече в кабинете декана передо мной поставили довольно жесткий выбор: либо я занимаюсь диссертацией на тему, назначенную мне факультетом, либо покидаю аспирантскую программу.

Я сказал: «Хорошо, можно мне пару дней, чтобы все обдумать?» И связался с Аароновым. Он был очень добр ко мне и в то время тесно общался, например, с Леонардом Сасскиндом. Он сказал: «Я могу поговорить с Ленни. Может быть, мы сможем перевести тебя...» Кажется, Сасскинд тогда был в Стэнфорде. «Можно попробовать перевести тебя в Стэнфорд или куда‑нибудь еще».

Но затем он сказал: «Знаешь что? На эту диссертацию у тебя уйдет два года. Возможно, лучше всего просто не высовываться и довести дело до конца. Обещаю, что после защиты предложу тебе место постдока у меня в Тель‑Авиве. А если сейчас перейдешь в другое место, то многое потеряешь, потому что фактически придется начинать все сначала. Не делай этого».

Мне кажется, это был хороший совет, и я ему последовал. Тут есть еще одна забавная история. Не знаю, вошла ли она в ту книгу. Разумеется, все это время внутри я просто кипел от злости.

[смеется]

И когда я наконец представил диссертацию... Вообще‑то с этим связаны две хорошие истории, если у нас есть время...

ведущий: Конечно, продолжайте. Мы любим такие истории. Это интересно.

Дэвид Альберт: Первая история связана с эпиграфом, который я поставил в диссертации, когда наконец ее представил. Есть известная фраза, приписываемая Галилею, хотя, возможно, эта история апокрифична. Согласно легенде, после того как инквизиция Ватикана наконец его отпустила и он отрекся от своего учения о движении Земли, Галилей вышел из Ватикана, топнул ногой и произнес — надеюсь, я правильно говорю по‑итальянски: «E pur si muove». «И все‑таки она движется. Неважно, что я сказал, она все равно движется».

Вот эту фразу на итальянском я и выбрал эпиграфом к своей диссертации. Факультету понадобилось несколько дней, чтобы понять, что она означает. Когда поняли, многие восприняли это как оскорбление и сильно возмутились.

А вторая история еще лучше. Итак, я представил диссертацию и, как вы знаете, на защите, хотя бы для того, чтобы показать, что диссертацию действительно прочитали, обычно не говорят, что она принята вообще без замечаний. Как правило, говорят что‑нибудь вроде: «Принято при условии внесения небольших исправлений — грамматических и тому подобных. После внесения этих исправлений диссертация считается защищенной, и в течение недели ее окончательный вариант нужно передать в деканат».

Так вот, после защиты я вышел с одной‑единственной мыслью: «Я больше ни секунды своей жизни не потрачу ни на эту диссертацию, ни на то, чтобы потакать этим людям».

И не потратил. Поэтому окончательный экземпляр диссертации я в деканат так и не сдал. Это было в 1981 году. И много лет после этого где‑то на задворках сознания меня преследовал смутный страх: формально я ведь не выполнил всех требований для получения степени PhD, и когда‑нибудь Бог обязательно воспользуется этим, чтобы меня наказать.

И вот, конечно же, десять лет спустя, в 1990 году, мне звонит библиотекарь из Рокфеллеровского университета и говорит: «Знаете, в конце каждого десятилетия мы собираем все диссертации, защищенные за эти десять лет, и переплетаем их в отдельные тома. И тут мы обнаружили, что у нас нет окончательного экземпляра вашей диссертации».

Именно такого звонка я боялся все эти десять лет. Меня буквально парализовало от ужаса. Но потом я немного пришел в себя и сделал нечто для себя совершенно нехарактерное — повел себя необычайно дерзко и самоуверенно.

Я собрался с духом и сказал: «Что?! Вы потеряли мою... А в чем вообще заключается ваша работа, кроме как следить за тем, чтобы ничего не терялось? Это возмутительно! Это просто невероятно! Я считаю это совершенно недопустимым. Нет, я не собираюсь отдавать вам свой экземпляр диссертации. Переверните там всю библиотеку вверх дном и найдите ее. И через неделю я хочу получить от вас отчет о том, как продвигаются поиски».

Женщина отвечает: «Простите, вы совершенно правы», кладет трубку, а через неделю перезванивает и сообщает, что диссертацию нашли.

[смеется]

И, разумеется, она говорила о документе, которого, как мне доподлинно известно, вообще не существовало.

ведущий: И все же...

Дэвид Альберт: И все же. Вот такая забавная история о том, как я получил степень PhD.

ведущий: При этом нельзя сказать, что в те годы вы просто сидели и рассуждали о том, что же может означать квантовая механика. Вы с Аароновым тогда написали несколько очень хороших статей.

Дэвид Альберт: Спасибо.

ведущий: И они оказались полезны в том числе и для физиков.

Дэвид Альберт: Да, конечно. После этого у меня несколько лет было замечательное сотрудничество с Аароновым в Израиле, и я чрезвычайно многому у него научился. Не уверен, что когда‑либо встречал человека... Причем речь сейчас не об интуиции в отношении того, как решать проблемы оснований квантовой механики. Я вообще не уверен, что встречал кого‑нибудь, кто обладал бы настолько быстрым и безошибочным интуитивным пониманием — хотя «безошибочная интуиция» звучит почти как противоречие — того, как будут вести себя квантовомеханические системы. Это было просто поразительно.

Сидишь, бывало, у него в кабинете... Он вообще любил постоянно разговаривать с людьми, именно так он и работал. Поэтому мы — несколько его аспирантов и постдоков — целыми днями сидели у него в кабинете в Тель‑Авиве и что‑нибудь обсуждали.

Повторюсь, он не особенно сосредоточивался на том, что я сейчас назвал бы философскими проблемами. Зато у него была потрясающая интуиция относительно того, как заставить квантовомеханические системы проделывать совершенно невероятные вещи.

О нем рассказывали такую историю еще со времен, когда он работал в Университете Иешива в Нью‑Йорке. Он мог зайти в кабинет к кому‑нибудь с философского факультета просто для того, чтобы придумать себе занятие на вечер, и сказать: «Опишите какой‑нибудь физический эффект, который совершенно очевидно невозможен».

[смеется]

И люди отвечали: «Ну, не знаю... Например, человек превращается в слона». А Ааронов шел домой и придумывал, каким образом с точки зрения квантовой механики такое могло бы произойти. Именно упражнения такого рода лежали в основе многих его открытий.

Снова и снова бывало так: мы обсуждали какой‑нибудь конкретный физический пример, и он говорил: «Система поведет себя вот так». Ты спрашиваешь: «Откуда вы знаете? Можете объяснить?» А он отвечает: «Иди домой и проведи вычисления. Очевидно же, что она поведет себя именно так. Не знаю, как это объяснить».

Ты идешь домой, все рассчитываешь — и оказывается, что он прав. Это было поразительно. И одновременно ужасно раздражало, потому что думаешь: если внимательно смотреть прямо на него, пока он это делает, то наверняка удастся понять, как именно ему это удается.

[смеется]

Но нет, не удалось.

ведущий: Нет, так это не работает. У меня в Калтехе был старый письменный стол Ричарда Фейнмана. Я пытался оставлять в нем чистые листы бумаги в надежде, что каким‑то образом на них сами собой появятся осмысленные уравнения. Тоже не сработало.

[смех]

Проблема измерения

Так вот, вернемся к проблеме, которая и направила вас по этому пути. До того момента вы, насколько я понимаю, были более или менее обычным аспирантом, занимавшимся теоретической физикой.

Дэвид Альберт: Думаю, да. Хотя справедливости ради стоит сказать, что меня всегда интересовали вопросы фундаментального характера. Помню, например... Впрочем, возможно, это слишком долгая история.

[смех]

В первом приближении — да.

ведущий: Хорошо. Но затем вы обнаружили — или, точнее, начали задумываться о том, — что проблема измерения в квантовой механике на самом деле заслуживает гораздо более пристального внимания.

Дэвид Альберт: Или, точнее... Думаю, через это проходили многие, во мне здесь нет ничего особенного. Я тогда вообще не слышал о проблеме измерения. Меня часто спрашивают: «Как именно вы перешли от чтения Юма к проблеме измерения?» И, откровенно говоря, я не могу восстановить эту цепочку рассуждений. Скорее всего, она включала в себя какое‑нибудь постыдно неверное прочтение Юма.

ведущий: Да, именно Юма. Его‑то проблема измерения в квантовой механике определенно не беспокоила.

Дэвид Альберт: Именно. Но каким‑то образом в течение долгой ночи, полной необычайного интеллектуального возбуждения, которая началась с чтения Юма, я к рассвету понял, что здесь есть проблема.

ведущий: Как бы вы вкратце объяснили нашим слушателям, которые не являются ни физиками, ни философами, в чем состоит проблема измерения?

Дэвид Альберт: Примерно так. Допустим, вы спросите меня, откуда я знаю, что перед нами на столе стоит стакан. Ответ будет примерно следующим: «В комнате есть свет. Часть этого света отражается от поверхности стакана, часть отраженного света попадает мне в глаз и достигает сетчатки, вызывая там определенные электрические возбуждения. Они, в свою очередь, вызывают электрическую активность в зрительном нерве, затем процессы распространяются дальше в мозг и так далее. В конце концов, после некоторого числа подобных этапов, мой мозг переходит в состояние, соответствующее восприятию стакана на столе».

Думаю, справедливо будет сказать, что, хотя мы пока можем не знать — или в то время могли не знать — точных физических законов, управляющих каждым из этих этапов, в конечном счете объяснение должно выглядеть примерно так. Просто трудно представить, как еще это могло бы происходить.

И существенно здесь то, что в итоге мы должны иметь возможность убедиться: каждый из этих этапов происходит в полном соответствии с фундаментальными законами физики, какими бы именно они ни оказались.

Но если посмотреть на вопрос под правильным углом, довольно легко показать, что такое объяснение не может быть верным описанием того, как мы узнаем результаты некоторых экспериментов с квантовомеханическими системами.

Если предположить, что на фундаментальном уровне весь мир подчиняется законам квантовой механики, то это, как оказывается, довольно легко показать. Слушателей может удивить, что показать это действительно легко. Ведь естественно подумать: «Боже мой, измерительный прибор или человеческий мозг состоит из триллионов элементарных частиц. Не могли же вы решить уравнения движения для всех этих частиц».

Но оказывается, что нам этого и не требуется. Мы знаем об определенном математическом свойстве этих уравнений, которое называется линейностью. Благодаря ему можно довольно легко рассуждать следующим образом: если у меня есть прибор, который зарегистрирует сигнал в одном месте, когда сигнал возникает там, и зарегистрирует сигнал в другом месте, когда он возникает уже там, то мы можем достаточно непосредственно вычислить, что этот прибор сделает и в других обстоятельствах.

Если совсем кратко, то в квантовой механике — по крайней мере, при стандартном подходе к ней — материальные частицы, например электроны, могут находиться в привычных для нас состояниях: скажем, электрон может быть локализован в точке A или, в другом таком же привычном состоянии, в точке B.

Но возможны и другие состояния. Существует множество убедительных экспериментальных оснований считать, что описывать их таким образом было бы совершенно неправильно. В подобном состоянии вопрос о пространственном положении электрона был бы примерно таким же, как вопрос о семейном положении числа 5 или о том, какова длина католицизма в метрах.

Философы иногда называют подобные вопросы «категориальной ошибкой». Электрон может находиться в таком состоянии, в котором сам вопрос о том, где именно он расположен, попросту не имеет смысла.

И дело не в том, что электрон обязательно находится в каком‑то определенном месте, просто мы не знаем, в каком именно. Ведь о семейном положении числа 5 вы тоже не скажете: «Оно существует, просто я его не знаю».

ведущий: То есть дело не в недостатке нашего знания.

Дэвид Альберт: У числа 5 просто нет никакого семейного положения.

ведущий: Хорошо.

Дэвид Альберт: И оказывается, можно показать следующее. Если квантовомеханические уравнения движения применимы ко всему — не только к электрону, положение которого вы измеряете, но и к измерительному прибору, вашему мозгу, когда вы смотрите на прибор, и так далее, — то взаимодействие электрона с прибором, предназначенным для измерения его положения, в конечном счете должно привести к состоянию, в котором не существует определенного факта относительно того, в какую сторону указывает стрелка прибора. Точно так же не существует определенного факта относительно того, находится ли ваш мозг в состоянии, соответствующем восприятию стрелки, указывающей в одну сторону, или в состоянии, соответствующем восприятию стрелки, указывающей в другую.

И проблема в том, что эти результаты, эти следствия уравнений движения, по‑видимому, настолько прямо противоречат нашему эмпирическому опыту восприятия мира, насколько вообще можно себе представить.

ведущий: Я хочу связать это с более привычной терминологией, потому что некоторые слушатели, вероятно, уже немного знакомы с этими идеями. Вы говорите, что в подобных состояниях у электрона просто нет определенного положения. Обычно мы выражаем это словами: электрон находится в суперпозиции различных положений.

Дэвид Альберт: Да, совершенно верно.

ведущий: И поэтому, если просто следовать правилам квантовой механики, мы неизбежно в конечном счете сами окажемся в суперпозиции различных состояний мозга.

Дэвид Альберт: Именно. Иногда я объясняю студентам это так: из линейности квантовомеханических уравнений движения следует, что свойство находиться в такой суперпозиции оказывается чрезвычайно заразным. Прикоснулись к системе в суперпозиции — и сами ею «заразились». Понимаете?

ведущий: Да, именно.

И тем не менее мы никогда не ощущаем себя находящимися в какой‑либо суперпозиции. Полагаю, это один из способов сформулировать проблему измерения, верно?

Дэвид Альберт: Да. Хотя можно сформулировать ее и сильнее. Разумеется, я понимаю, что своей формулировкой вы уже предвосхищаете то, к чему мы вскоре перейдем. Но первоначальная реакция была скорее такой: дело не просто в том, что мы не ощущаем себя в суперпозиции. Совершенно очевидно, что мы вообще не находимся в таком состоянии.

ведущий: Верно. Такого просто не происходит.

Дэвид Альберт: Да. Совершенно очевидно, что такого не происходит. Мы уверены в этом настолько же, насколько вообще можем быть в чем‑либо уверены. В лаборатории мы подходим к прибору, смотрим на его стрелку и в итоге получаем совершенно определенное представление о том, куда она указывает. В подобных ситуациях то, какое именно представление у нас возникнет, обычно определяется случайностью: стрелка окажется либо здесь, либо там.

Проблема в том, что квантовомеханические уравнения движения предсказывают, во‑первых, полное отсутствие случайности: эволюция мира совершенно детерминирована. А во‑вторых, они предсказывают, что состояние, к которому вы детерминированно придете, будет таким, в котором совершенно определенно отсутствует какой‑либо факт относительно того, куда указывает стрелка и куда, по вашему мнению, она указывает.

И, как я уже говорил, обычная реакция на это была не такой: «Хм, забавно, обычно мы воспринимаем происходящее несколько иначе». Реакция была гораздо сильнее: «Это очевидно неверно».

ведущий: Да. Но на самом деле это казалось настолько очевидно неверным, что создателям квантовой механики даже не пришло в голову просто принять всерьез квантовомеханические уравнения, то есть уравнение Шрёдингера, верно? Споры между Эйнштейном, Бором и другими физиками в 1920-х, 1930-х годах и позднее привели к появлению дополнительного набора правил, который сегодня мы называем копенгагенской интерпретацией.

Что вы думаете о копенгагенской интерпретации? Наверное, сначала стоит объяснить, что это такое: коллапс волновой функции и так далее.

Копенгагенская интерпретация и альтернативы

Дэвид Альберт: Прежде всего нужно сказать следующее — и это, кстати, одно из многочисленных достоинств упомянутой вами книги Адама Беккера. Он обращает внимание на то, что с исторической точки зрения слова «копенгагенская интерпретация» на самом деле не обозначают какой‑то единый, внутренне согласованный набор утверждений. Разные люди заявляли, что излагают копенгагенскую интерпретацию, хотя в действительности говорили довольно разные вещи.

Но да, думаю, будет справедливо сказать, что после того, как за долгие годы вся эта дискуссия более или менее улеглась, осталось примерно то представление, о котором вы говорите.

Оно состоит примерно в следующем. Если действительно принять проблему всерьез, то, по‑видимому, приходится утверждать, что существуют два фундаментальных закона эволюции физического состояния мира.

Первый действует, условно говоря, во всех ситуациях, когда измерение не производится. Это линейные квантовомеханические уравнения движения.

Второй вступает в силу во время измерения. Это так называемый постулат коллапса, который выбирает для вас одну из возможных альтернатив. То есть если вы измеряете положение электрона, находящегося в суперпозиции состояний «электрон в точке X» и «электрон в точке Y», то само измерение как бы распадается на два этапа. Представление об измерении как о чисто пассивном процессе после этого навсегда исчезает из физики.

Первый этап — хотя речь не о двух событиях, происходящих в разные моменты времени, а о двух концептуальных этапах — состоит в том, что измерение переводит электрон из состояния, в котором не существует определенного факта относительно его местоположения, в состояние, в котором такой факт уже существует. А затем прибор сообщает вам, в чем именно этот факт состоит.

Как только подобная схема была предложена, сразу стало ясно, что она совершенно неудовлетворительна или, по крайней мере, чрезвычайно далека от тех требований, которые мы прежде предъявляли к физике. Ведь в фундаментальное описание мира здесь включалось обычное слово естественного языка — «измерение». Получалось, что физические системы ведут себя по‑разному в зависимости от того, происходит измерение или нет.

Было очевидно, что это английское слово — или соответствующее немецкое слово в книге фон Неймана, где такая схема впервые была ясно сформулирована, — даже близко не обладает той точностью, которая необходима понятию, играющему столь важную роль в фундаментальном физическом описании мира.

Поэтому с самого момента появления этой идеи — я, конечно, не знаю, что именно имел в виду фон Нейман, — было очевидно, что это либо какая‑то неудачная шутка, либо всего лишь временная заглушка, предварительная формулировка, которая требует гораздо более подробной разработки.

Поразительно другое. Книга фон Неймана, насколько я помню, была написана в самом начале 1930-х годов.

ведущий: Да, в 1930-х. Кажется, в 1935 году.

Дэвид Альберт: И следующие полвека размышления на эту тему в значительной степени ходили по кругу, причем с самого начала должно было быть понятно, что этот круг совершенно бессмыслен.

Возник целый исследовательский проект, целью которого было точно определить границу между тем набором обстоятельств, в котором действует один из этих законов, и тем набором обстоятельств, в котором действует другой.

Слово «измерение» стали заменять другими словами: «макроскопический», «термодинамически необратимый», говорили о «неустранимой» в противоположность «устранимой» записи результата, о субъекте и объекте и так далее.

Но во всех этих случаях... Всем должно было быть понятно буквально через две секунды, что никакого прогресса здесь нет. Все эти понятия были столь же расплывчатыми.

ведущий: Но даже к таким понятиям обращалось в лучшем случае меньшинство практикующих физиков. Большинство же физиков...

Дэвид Альберт:...вообще этим не интересовались.

ведущий: Даже сегодня...

Дэвид Альберт: Да, да.

ведущий:...вполне довольны тем, что просто принимают эту случайность как данность.

Дэвид Альберт: Думаю, здесь мог возникнуть своего рода симбиоз. Подобные рассуждения вполне заслуженно создали дурную репутацию самим попыткам размышлять на эту тему.

Пожалуй, самое известное из таких предположений принадлежит Вигнеру. Разумеется, Вигнер был выдающимся и широко известным физиком первой половины XX века. Именно ему в значительной степени приписывают введение теории групп в физику и развитие определенного подхода к симметриям в физике. Он был лауреатом Нобелевской премии и так далее.

Вигнер полагал, что границу между этими двумя классами физических ситуаций следует проводить в зависимости от того, участвуют ли в них сознательные системы.

У него есть знаменитое эссе, которое, возможно, будет интересно прочитать слушателям, — The Mind‑Body Problem («Проблема сознания и тела»). В нем Вигнер с большим воодушевлением рассматривает эту идею по следующей причине.

Долгое время считалось, что картина мира, которую дает нам физика, плохо согласуется с некоторыми нашими представлениями о самих себе как о мыслящих существах и субъектах действия. В этой картине будто бы нет места для сознания. Нет места для способности действовать по собственной воле, для свободы и так далее.

У Вигнера возникла идея, что именно сознательная деятельность приводит к отклонениям от стандартных квантовомеханических уравнений движения, то есть вызывает коллапс волновой функции.

Более того, он считал, что отсюда можно получить новое определение различия между одушевленными и неодушевленными физическими объектами. Неодушевленный физический объект — это в точности такой объект, который эволюционирует в соответствии со стандартными квантовомеханическими уравнениями движения. А одушевленные объекты — это те, которые им не подчиняются в полной мере и способны вызывать коллапс волновой функции.

Вигнер считал это замечательным результатом. Ведь физика так долго, казалось, не оставляла в мире никакого места для нефизического сознания. А теперь, как ему представлялось, выяснялось, что физика не просто допускает существование такого сознания — оно необходимо ей для выполнения ее обычной задачи по описанию физических явлений.

Хорошо. Очевидно, что это различие между одушевленным и неодушевленным столь же расплывчато, как и все предыдущие варианты.

Помню — и готов поклясться в этом на чем угодно, — как, будучи аспирантом, я присутствовал на конференции, где Вигнер, отвечая на вопрос, рассуждал примерно так: по его мнению, собаки, скорее всего, способны вызывать коллапс волновой функции, а мыши, вероятно, уже нет.

И сидишь, слушаешь это и думаешь: «Нет, так не годится. Физику так не делают».

И в таком ужасном состоянии проблема оставалась примерно сорок лет. Тем временем...

ведущий: Простите, но справедливости ради хочу сделать одну оговорку. Через несколько минут я сам начну защищать идею о том, что всякий раз, когда мы производим квантовое измерение, мир разделяется на несколько ветвей. Так что нас беспокоит не столько кажущаяся нелепость самого утверждения, сколько его расплывчатость.

Дэвид Альберт: Совершенно верно. Да, это важное замечание. Но споры о том, способны ли собаки вызывать коллапс, а мыши нет, как раз особенно наглядно демонстрируют эту проблему, верно?

ведущий: Да.

Дэвид Альберт: В самом деле, кто вообще сможет...

ведущий: На каком основании это можно решить?

Дэвид Альберт: Как вы вообще собираетесь разрешить такой спор? Да, совершенно согласен.

ведущий: Хорошо, отлично.

Дэвид Альберт: В сущности, примерно пятьдесят лет после фон Неймана ситуация оставалась именно такой. За это время произошло по меньшей мере два события, которые позднее были признаны чрезвычайно важными. Одно связано с Эвереттом — именно о нем вы только что упомянули, — а другое с Дэвидом Бомом. Оба представляли собой серьезные попытки разобраться с проблемой измерения. Но в то время их практически полностью проигнорировали.

Наконец, тоже в начале 1980-х годов, появилось третье предложение — теория Гирарди, Римини и Вебера, развивавшая идею объективного коллапса. Именно тогда, пожалуй, можно сказать, что возникла критическая масса исследователей, которые начали всерьез обсуждать эти вопросы.

Здесь обязательно стоит упомянуть еще одного человека, относящегося преимущественно к более раннему периоду, — Джона Белла. Он обратил серьезное внимание и на работу Бома, и на работу Эверетта. Думаю, сегодня широко распространено мнение, что именно Белл — в отличие от всех тех, о ком мы говорили раньше: Вигнера, сторонников проведения границы по макроскопичности, термодинамической необратимости и так далее, — показал, как правильно подходить к этим вопросам.

Он сформулировал своего рода критерии того, что вообще может считаться потенциальным решением проблемы измерения, а что не может, и показал, с чего следует начинать при сравнении различных решений друг с другом. По сути, Белл привел эту область в порядок, и, как мне кажется, с тех пор ее наиболее содержательные и плодотворные направления в значительной степени следуют заданному им подходу.

ведущий: Итак, у нас есть проблема измерения. Если всерьез воспринимать квантовомеханические уравнения — наиболее очевидный пример здесь уравнение Шрёдингера, хотя квантовую динамику можно записывать и другими способами, — то, по‑видимому, возникает конфликт с нашим опытом, с тем, каким мы наблюдаем мир. Из этих уравнений следует, что мы сами должны эволюционировать в суперпозиции.

Вы упомянули три различных подхода к решению этой проблемы. Необязательно рассматривать их в историческом порядке, можно подойти к ним логически. Есть ли у вас предпочтительный способ представить весь набор возможных вариантов?

Дэвид Альберт: Как представить весь набор вариантов? Да. Белл очень удачно написал в одной из своих статей, что проблема измерения показывает: либо уравнение Шрёдингера — это еще не все, либо оно неверно. Хорошо? Ваша любимая интерпретация, конечно, будет отрицать оба этих варианта, но для начала это хороший способ понять, в чем состоит проблема.

Идея была следующей. Вместе с квантовой механикой появился стандартный способ представления состояний квантовомеханических систем — квантовомеханическая волновая функция, или вектор квантового состояния. В конце процесса измерения этот вектор однозначно приходит к определенному состоянию, однако это состояние не содержит информации о том, каков был результат измерения. Более того, при стандартной интерпретации этого вектора состояния из него следовало, что определенного факта относительно результата измерения вообще не существует.

Белл говорил: «Я могу представить два способа справиться с этой проблемой».

Первый — изменить уравнения. Изменить их так, чтобы волновая функция, или вектор состояния, эволюционировала в состояние, соответствующее одному конкретному результату эксперимента из нескольких возможных.

Более того, одно из изменений, которое при этом, по всей видимости, придется внести в законы эволюции, состоит в отказе от детерминизма. Новые законы должны стать стохастическими, поскольку из опыта мы знаем, что иногда получаем один результат, а иногда другой.

Это одна из стратегий, которую называют построением теории коллапса волновой функции. Именно она наиболее непосредственно продолжает тот подход, который первоначально имел в виду фон Нейман.

Есть и другой...

ведущий: И небольшое замечание в скобках: хотя среди философов, занимающихся основаниями квантовой механики, этому уделяют не так много внимания, работы Роджера Пенроуза развиваются именно в этом направлении, верно? То есть он пытается построить явную физическую теорию коллапса волновой функции.

Дэвид Альберт: Верно. Возможно, позже мы к этому еще вернемся. Думаю, есть причины считать подход GRW более удачным, чем подход Пенроуза.

ведущий: GRW — это Гирарди, Римини и Вебер, три автора другой теории коллапса волновой функции.

Дэвид Альберт: Да, именно. Но вы правы: теория Пенроуза — еще одна теория из того же семейства, принадлежащая той же традиции.

Итак, это первая традиция. Вторая состоит в том, чтобы выбрать второй вариант из дилеммы, сформулированной Беллом. Возможно, стандартные законы эволюции квантовомеханической волновой функции совершенно верны, но сама волновая функция не дает полного описания физического состояния системы. Тогда к ней необходимо добавить дополнительные переменные.

По неудачному историческому стечению обстоятельств эти переменные получили название «скрытых переменных». Но если рассмотреть, например, теорию Бома, то они представляют собой полную противоположность скрытым переменным. Это как раз те величины, которые мы непосредственно наблюдаем.

ведущий: И Эйнштейну был близок именно такой подход.

Дэвид Альберт: Да, совершенно верно. По‑видимому, именно этого он и хотел. И парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена, EPR, судя по всему, задумывался как аргумент в пользу такого подхода.

Большинство исследователей, вероятно, скажут, что лучший из имеющихся сегодня примеров теории такого рода — хотя существуют и другие варианты — это теория, предложенная Дэвидом Бомом в 1950-х годах.

С этим связана печальная история. Вы уже на нее намекнули, и я не хочу слишком сильно отклоняться от темы, но история того, как эти работы были проигнорированы, и механизмы, позволившие сообществу физиков‑теоретиков их игнорировать, печальны, а во многих отношениях просто возмутительны.

В случае Бома одним из обстоятельств, позволивших физикам не обращать внимания на его работу, стала деятельность маккартистских комиссий в 1950-х годах. Вскоре после публикации своей теории Бом из‑за политического преследования был вынужден покинуть Соединенные Штаты. Это существенно облегчило возможность просто игнорировать его работу.

Я часто думал об этом. Беккер в какой‑то мере начинает исследовать эту тему. Мне всегда казалось, что если проследить историю отношения людей к проблемам оснований квантовой механики, то перед нами откроется целая скрытая история XX века, в которой переплетается множество самых разных сил и обстоятельств.

Здесь сыграл свою роль маккартизм. В России свою роль сыграл диалектический материализм. Сюда же относится подъем модернизма в начале XX века. Было бы чрезвычайно интересно подробно проследить всю эту историю. Но это уже отступление от нашей темы.

А затем появляется другая традиция — более радикальная, более смелая и более захватывающая: подход Эверетта, который стремится...

ведущий: Выбрать третий вариант дилеммы.

Дэвид Альберт: Да, третий вариант дилеммы, которого Белл не предусматривал в той формулировке, о которой я только что говорил. Здесь мы настаиваем: «Нет, квантовомеханическая волновая функция представляет собой полное описание природы, и более того, стандартные линейные квантовомеханические уравнения движения без какого‑либо коллапса выполняются всегда».

Как лучше это сформулировать? Белл... Простите, не Белл, а Эверетт в своей статье предложил следующий подход. При этом в нескольких ключевых местах его статья сформулирована недостаточно ясно.

По всей видимости, виноват в этом был не сам Эверетт, а его научный руководитель Джон Уилер, который в данном случае повел себя крайне безответственно. Он повсюду смягчал и затуманивал идеи Эверетта, потому что опасался реакции Бора.

Более того, я совсем недавно прочитал книгу Беккера, поэтому постоянно на нее ссылаюсь. Там приводятся поразительные письма, которых я прежде никогда не видел: Уилер пытается заверить Бора, что Эверетт на самом деле вовсе его не критикует. Эти письма словно взяты из протоколов какого‑нибудь советского показательного процесса. Читать их просто невероятно.

ведущий: Да, когда я читал книгу Адама Беккера и множество других материалов для собственной книги, меня особенно поразили две вещи.

Эверетт был аспирантом Джона Уилера. Сам Уилер в свое время работал с Нильсом Бором — он не был его аспирантом, но Бор был его наставником. А Бор, конечно, был главным основоположником копенгагенской интерпретации.

И первое, что бросается в глаза, как вы и говорите, — это реакция Уилера. Он боялся... Не уверен, что «боялся» здесь подходящее слово, но он совершенно явно не хотел идти наперекор Бору и остальным сторонникам копенгагенского подхода.

Но были еще и многочисленные письма, которыми обменивались последователи Бора в Копенгагене, причем некоторые из них писали непосредственно Эверетту. Их отношение было настолько пренебрежительным, а понимание его идей настолько поверхностным, что Эверетта просто становится жалко.

Но меня поразило и другое. Эверетт внес этот вклад, еще будучи аспирантом, а затем ушел из этой области и занялся совсем другими вещами. В истории физики иногда бывает так, что человек совершает великое открытие просто потому, что оказался в нужном месте в нужное время, а не потому, что был самым умным человеком в окружении.

Дэвид Альберт: Да.

ведущий: Но когда читаешь то, что писал Эверетт, понимаешь: нет, он действительно был самым умным человеком в комнате.

Дэвид Альберт: Да, это правда.

ведущий: Он понимал все следствия того, что предлагал.

Дэвид Альберт: Думаю, да.

ведущий: А из академической науки он ушел, насколько я могу судить, просто потому, что сам хотел уйти.

Дэвид Альберт: Думаю, именно так. Обратная сторона всей этой истории — того, насколько удручающим образом Бор господствовал в этой области... Хотя должен признаться: если бы я мог выбрать историческую фигуру, с которой мне хотелось бы встретиться, Бор определенно был бы среди них. Он, должно быть, обладал какой‑то совершенно невероятной харизмой — возможно, был одним из самых харизматичных людей в истории.

[смеется]

Была целая череда блестящих ученых, которым достаточно было провести с Бором час, чтобы вся их жизнь изменилась. И одним из последствий этой перемены становилось то, что до конца жизни они начинали нести о фундаментальных основаниях квантовой механики какую‑то бессмыслицу, совершенно недостойную их интеллектуального уровня. И невольно задаешься вопросом: как этому человеку такое удавалось?

ведущий: Причем они буквально боготворили его. Есть известная цитата Уилера: «Именно встреча с Нильсом Бором убедила меня в том, что действительно могли существовать такие люди, как Иисус, Моисей и Будда».

Дэвид Альберт: Вот поэтому мне ужасно хотелось бы с ним встретиться.

[смеется]

ведущий: Потому что по его текстам этого совершенно не ощущаешь.

Дэвид Альберт: Совершенно. Вообще никак.

Есть работа, которую обычно представляют как наиболее подробное, развернутое и последовательное изложение взглядов Бора, — его ответ на статью Эйнштейна, Подольского и Розена, то есть на статью EPR. И любой, кто пытался ее читать, знает, насколько трудно вообще понять, что там происходит.

Не знаю, слышали ли вы эту историю. Несколько лет назад Шелдон Голдстейн случайно обнаружил... Судя по вашему лицу, эту историю вы не знаете. Она совершенно невероятная.

Оказалось, что в стандартной версии ответа Бора на статью EPR — той самой версии, которая на протяжении примерно пятидесяти лет служила основой практически для всех последующих перепечаток, — две страницы были переставлены местами.

[смеется]

ведущий: Нет, этого я не знал.

Дэвид Альберт: И никто этого так и не заметил. Понимаете? Люди моего возраста, вашего возраста, да и, наверное, несколько моложе, годами сталкивались с одной и той же реакцией. Стоило выразить какое‑нибудь беспокойство по поводу оснований квантовой механики, как тебе говорили: «Зачем мне тратить на это время? Бор со всем этим разобрался...»

ведущий: Бор все уже понял.

Дэвид Альберт: «...давным‑давно». И ты отвечаешь: «Прекрасно. А можете рассказать, что именно он сказал?» А тебе: «Нет. Иди прочитай его статью».

[смеется]

И совершенно очевидно, что никто из людей, говоривших подобное, сам эту статью не читал.

ведущий: Да, именно.

Дэвид Альберт: Это просто уму непостижимо.

ведущий: Хорошо. С этим связано еще множество других историй, и мы рекомендуем слушателям прочитать книгу Адама Беккера. Когда‑нибудь мы обязательно пригласим самого Адама на подкаст. Это увлекательная история исследований оснований квантовой механики — области, истории которой уделяли незаслуженно мало внимания.

Но давайте сначала поговорим об Эверетте, поскольку это мой любимый подход. В чем заключалось решение Эверетта проблемы измерения?

Многомировая интерпретация Эверетта

Дэвид Альберт: Математически квантовая механика описывает, например, такое состояние электрона, в котором не существует определенного факта относительно того, находится он в точке A или в точке B, с помощью суммы двух векторов. Суперпозиция состояний «электрон в точке A» и «электрон в точке B» представляется как сумма вектора состояния, соответствующего нахождению в точке A, и вектора состояния, соответствующего нахождению в точке B.

И состояние, которое, согласно уравнениям движения, должно возникнуть в конце такого процесса измерения, выглядит примерно следующим образом: состояние, в котором электрон находится в точке A, измерительный прибор регистрирует его в точке A, а обладающий сознанием наблюдатель видит его в точке A, плюс состояние, в котором электрон находится в точке B, измерительный прибор регистрирует его в точке B, а наблюдатель видит его в точке B.

ведущий: И это очень удачная формулировка, потому что она наглядно показывает отличие от классической механики, верно? В классической механике электрон может находиться либо в точке A, либо в точке B. Но состояния «A плюс B» там просто не существует.

Дэвид Альберт: Верно.

ведущий: Это просто не является возможным состоянием. А в квантовой механике можно взять любые два состояния и сложить их.

Дэвид Альберт: Совершенно верно.

ведущий: И получить их суперпозицию.

Дэвид Альберт: Да, получить некоторое отдельное физическое состояние, обладающее собственными характерными физическими свойствами.

Идея Эверетта состояла в том, чтобы интерпретировать состояние, которое я только что описал, следующим образом. Сейчас я несколько огрубляю картину — сам Эверетт формулировал это осторожнее, но нам нужно двигаться чуть быстрее.

Такое состояние можно понимать как описывающее двух наблюдателей или, иначе говоря, два различных опыта восприятия мира. В одном случае частица находится в точке A, измерительный прибор регистрирует ее в точке A, а наблюдатель видит ее в точке A.

В другом случае частица находится в точке B, измерительный прибор регистрирует ее в точке B, а наблюдатель видит — или знает, — что она находится в точке B.

И в некотором смысле обе эти ситуации действительно существуют. Перед нами как бы две внутренне согласованные истории, два мира, существующие одновременно.

Отсюда сразу следует, что мы, разумеется, не должны замечать такого расщепления. Ведь наше психическое состояние соответствует либо восприятию частицы в точке A, но не в точке B, либо восприятию частицы в точке B, но не в точке A.

Идея Эверетта состояла в том, что, возможно, существует способ буквально принять то, что стандартный математический аппарат квантовой механики утверждал с самого начала. Возможно, ошибочны именно те аргументы, о которых мы говорили раньше, согласно которым мы якобы знаем, что после завершения процесса измерения ничего подобного не происходит.

Эверетт часто сравнивал это — и мне всегда казалось, что это очень удачная аналогия — со следствиями ньютоновской механики. В ньютоновской механике есть предсказание, которое поначалу кажется крайне противоречащим интуиции: Земля движется. Причем движется очень быстро. Первая естественная реакция могла бы быть такой: «Это невозможно. Мы бы с нее упали», и так далее.

ведущий: Мы бы чувствовали это движение.

Дэвид Альберт: Именно. И ньютоновская механика — я сейчас не говорю об исторических подробностях — располагает средствами, позволяющими ответить на это возражение: «Нет, вы просто не довели рассуждение до конца. Оказывается, те же самые законы, которые предсказывают движение Земли, одновременно предсказывают, что, если Земля действительно движется, вам будет казаться, что она покоится. Если она движется, вы не должны ощущать это движение».

И нечто очень похожее происходит у Эверетта благодаря линейности квантовомеханических уравнений движения. Та самая линейность, которая приводит к этому чрезвычайно странному и на первый взгляд явно неверному предсказанию о суперпозиции, одновременно предсказывает, что, если в действительности происходит именно это, вы не сможете этого заметить. Более того, вам будет казаться, что происходит нечто совсем иное.

Более того, это следовало бы из самой физики, из вашего физического поведения. Если бы вас спросили о происходящем, вы сами утверждали бы обратное.

Так что в подходе Эверетта есть нечто очень захватывающее, чистое и радикальное. Одним из первых сторонников Эверетта был Сидни Коулман из Гарварда. Он часто выступал с лекцией об Эверетте, название которой, на мой взгляд, было чрезвычайно удачным: Quantum Mechanics in Your Face — «Квантовая механика прямо перед вами».

Смысл был примерно такой: нет, нет, нет. Квантовую механику не нужно ни приукрашивать, ни уродовать. Ее не нужно во что‑то наряжать или каким‑либо образом модифицировать. Просто примите ее совершенно буквально. Но не спешите с выводами — внимательно и точно разберитесь, как следует интерпретировать то, что она описывает. И тогда вы увидите, что в этой картине можно совершенно точно указать место вашему собственному эмпирическому опыту восприятия мира.

ведущий: Хорошо. О многомировой интерпретации мы могли бы говорить часами, но я хочу пропустить скучные части. Есть возражения против интерпретации Эверетта, которые я считаю до смешного неубедительными, например: «Мне просто не нравятся все эти многочисленные миры», и тому подобное. А есть и то, что я...

Дэвид Альберт: Если у вас возражения такого рода, то физика — не для вас.

[смех]

ведущий: В физике еще очень многое будет идти вразрез с вашей интуицией.

Но есть и аргументы в пользу Эверетта, которые я считаю убедительными. У меня есть своего рода стандартная презентация преимуществ этой интерпретации. Давайте просто считать, что и эти возражения, и эти аргументы уже лежат перед нами, и пойдем дальше.

Потому что, насколько я понимаю вашу позицию, вы возражаете против Эверетта совсем не так, как против копенгагенской интерпретации. Вы не считаете его подход просто расплывчатым или плохо определенным. Вы считаете, что в конечном счете он не вполне работает.

Дэвид Альберт: Да, именно так. Но прежде чем мы к этому перейдем, хочу кое‑что уточнить. Хотя это, возможно, сделало бы подкаст более захватывающим, я не хочу высказываться здесь более категорично, чем считаю оправданным.

ведущий: Конечно. Вам не нужно играть какую‑то роль, просто говорите то, что действительно думаете.

Дэвид Альберт: Хорошо. Тогда позвольте описать ситуацию так, как я ее понимаю.

Проблема вероятности

С интерпретацией Эверетта связана одна совершенно очевидная проблема. Сформулировать ее в общих чертах очень легко, хотя, когда пытаешься сделать формулировку точной, возникает множество интересных сложностей.

Грубо говоря, проблема такова. Квантовая механика в своей обычной формулировке — теория, в которой присутствует случайность. Это вероятностная теория. Причем это не какая‑то любопытная особенность на периферии теории и не малозначительная деталь. Вероятность лежит в самом ее основании.

Наши эмпирические основания считать квантовую механику верной связаны с экспериментами, которые мы многократно повторяем и в которых наблюдаем определенные частоты различных результатов. Мы считаем, что эти частоты подтверждают вероятностные предсказания квантовой механики.

Иными словами, вероятностные предсказания и сама случайность находятся в самом центре тех убедительных эмпирических оснований, по которым мы вообще считаем эту теорию верной.

И тут сразу возникает очевидный вопрос. Если Эверетт утверждает, что стандартные детерминированные уравнения движения можно считать истинными при любых обстоятельствах, то уже на первый взгляд возникает напряжение между двумя утверждениями: с одной стороны, законы эволюции мира полностью детерминированы, а с другой — наш опыт повсеместно пронизан случайностью и вероятностями.

На самом базовом уровне, в первом приближении, именно это и вызывает недоумение. Это одна из главных проблем. Причем не в том смысле, о котором вы говорили раньше, — что результат неожидан, удивителен или противоречит интуиции. Здесь вопрос уже в логической согласованности самого объяснения.

Если эта теория должна объяснять наш опыт, то каким образом она объясняет наше восприятие случайности и вероятности?

ведущий: И по крайней мере в одном согласны как сторонники Эверетта, так и его критики: привычная квантовомеханическая формулировка вроде «с вероятностью 30% я увижу спин вверх» не может быть буквально верной. Возможно, на практике можно продолжать говорить так, словно это верно, и этого вполне хватает для повседневной работы. Но в действительности происходит другое: со стопроцентной вероятностью вы эволюционируете в несколько версий самого себя.

Дэвид Альберт: Верно, верно. Существует долгая история попыток разобраться с этой проблемой. Предлагались самые разные, на мой взгляд, весьма изобретательные подходы, и благодаря им мы многое узнали о том, что вообще означают высказывания о вероятности.

Был один подход, о котором сегодня более или менее забыли, но который, как мне кажется, был очень остроумным. Именно такой позиции придерживался, например, Сидни Коулман, а также некоторые другие исследователи.

Они обратили внимание на следующее свойство этих детерминированных уравнений движения. Предположим, вы проводите эксперимент, измеряя z‑компоненту спина электрона, который изначально находится в состоянии с определенным направлением спина вдоль оси x. Из опыта мы знаем, что в половине случаев при таком измерении получаем «спин вверх» вдоль оси z, а в другой половине — «спин вниз».

Теперь просто посмотрим, как уравнения движения описывают ситуацию, в которой такой эксперимент повторяется много‑много раз. Оказывается, довольно легко доказать теорему о том, что происходит, когда число повторений эксперимента, обозначим его через n, стремится к бесконечности...

Мир приближается к довольно странному состоянию, в котором, хотя не существует определенного факта относительно результата каждого отдельного эксперимента, существует определенный факт... И это звучит почти как противоречие. Тем не менее существует совершенно определенный факт относительно доли экспериментов, давших результат «спин вверх», и доли экспериментов, давших результат «спин вниз». В пределе при обе эти доли стремятся ровно к одной второй.

Этот результат многих очень увлек и воодушевил.

ведущий: А у самого Эверетта был аргумент такого рода?

Дэвид Альберт: Тут все немного сложнее... Как я уже говорил...

ведущий: В опубликованную версию он не вошел?

Дэвид Альберт: Именно. Есть одна вещь, которую мне давно следовало сделать, но я до сих пор этого не сделал: прочитать все оригинальные материалы Эверетта. Сейчас они доступны, хотя стали доступны полностью лишь сравнительно недавно.

В опубликованной части его работ этот аргумент в явном виде не сформулирован. Но я согласен с вашей оценкой интеллектуального уровня Эверетта. Подозреваю, что он знал об этом аргументе, просто ему пришлось спрятать его от Бора, потому что аргумент был слишком хорош.

[смех]

ведущий: Но теперь у нас есть и другие аргументы. Люди по‑прежнему пытаются решить эту проблему.

Дэвид Альберт: Да. Так или иначе, по целому ряду причин этот подход в итоге не сработал. Одна из проблем, пожалуй, состоит в том, что до тех пор, пока мы действительно не перешли к пределу , теория недвусмысленно утверждает, что определенных фактов о результатах отдельных измерений вообще нет. А в реальности мы, конечно, не проводим бесконечного числа экспериментов. Так что возникали подобные трудности.

После этого, думаю, будет справедливо сказать, что примерно с конца 1970-х до начала 1990-х годов интерпретация Эверетта вызывала гораздо меньше энтузиазма, чем сегодня. И, на мой взгляд, во многом это было связано именно с трудностью понять, как в ее рамках придать осмысленное содержание утверждениям о вероятности.

С тех пор произошел очень интересный и оживленный всплеск новых попыток разобраться с вероятностью в эвереттовской квантовой механике. Возникли два основных направления.

Одно из них связано с такими именами, как Дэвид Дойч и Дэвид Уоллес, а также со многими другими исследователями из Оксфорда.

Вообще, в исследованиях оснований квантовой механики есть одна забавная и примечательная особенность. Несмотря на то что все мы выросли в эпоху телефонов и прочих средств связи, взгляды на основания квантовой механики удивительно четко разделяются по географическому признаку.

ведущий: Да, это интересно.

Дэвид Альберт: И Оксфорд на протяжении многих лет был своего рода изолированным эпицентром симпатий к эвереттовскому подходу.

Так или иначе, одно из направлений рассуждает следующим образом. Сначала его сторонники говорят критикам: «Хорошо, вы правы. Никаких вероятностей здесь нет. Беру свои слова обратно. Больше вы не услышите от меня слова 'вероятность'».

Они предлагают всерьез принять идею о том, что единственно правильное описание того, что произойдет с вами при таком измерении, состоит в следующем: вы расщепитесь. Вы расщепитесь определенным образом.

А теперь поставим такой вопрос. Предположим, вы заранее знаете, что именно это с вами и произойдет. Как в таком случае вам было бы рационально себя вести? Какие ставки было бы рационально принимать, а от каких отказываться, и так далее?

Сторонники этого подхода утверждают, что у них есть аргумент — я считаю, что он не работает, и, возможно, у нас еще будет возможность немного это обсудить. Но, согласно их аргументу, оказывается, что в таком мире рациональный агент принимал бы и отвергал в точности те же ставки, которые он принимал бы и отвергал в совершенно иной вселенной, где действительно существует объективная случайность. То есть, например, во вселенной, устроенной примерно в соответствии с картиной фон Неймана.

Идея, таким образом, состоит в следующем. Да, вы правы: объективных случайностей здесь нет. Но роль, которую вероятность фактически играет в нашей жизни — как в практической, так и в познавательной, — более или менее исчерпывается утверждениями о том, какие ставки мы готовы делать.

Получается, что мы живем не в той вселенной, в которой, как нам прежде казалось, мы находимся. Это полностью детерминированная вселенная, где мы знаем, что произойдет. Но при этом можно показать, что, если вы считаете себя находящимся именно в такой вселенной, то ваши ставки и решения о том, как действовать, будут в точности такими же, как если бы вы находились в другой вселенной — подлинно вероятностной.

Именно это совпадение, согласно такому подходу, и исчерпывает смысл нашего утверждения о том, что во Вселенной присутствует случайность в том виде, в каком она нам представляется.

ведущий: Если можно, мне очень хотелось бы услышать хотя бы суть вашего возражения против этого подхода.

Теоретико‑решенческий подход

Дэвид Альберт: Хорошо, вот в чем суть моего возражения. Постараюсь сформулировать. Попробуем найти какой‑то компромисс между ясностью и краткостью.

[смех]

Пожалуй, сначала изложу это кратко, а вы потом заставите меня объяснить яснее.

Если говорить коротко, проблема вот в чем. Все эти стратегии зависят... Все эти аргументы зависят от следующего...

Они претендуют примерно на такой результат. Если вам нужно принять какое‑либо решение... Существует целая область на пересечении логики, математики и философии, которая называется теорией решений. В ней пытаются аксиоматизировать и четко сформулировать, что значит принимать рациональные решения.

Чтобы определить, какое решение следует принять, необходимо заранее выбрать некоторую величину, которую вы хотите максимизировать. Это может быть продолжительность жизни, счастье, прибыль или что‑то еще.

Но если вы уже решили, что именно хотите максимизировать, и у вас есть некоторое представление о том, как устроен мир, то есть какие действия с какими вероятностями приводят к тем или иным результатам, тогда теория решений пытается предоставить алгоритм, в который можно подставить всю эту информацию и определить, как вам следует поступить.

ведущий: Причем сами аксиомы выглядят довольно бесспорно. Например, если вы предпочитаете A варианту B, а B предпочитаете варианту C, то, вероятно, вы должны предпочитать A варианту C, верно?

Дэвид Альберт: Верно, и так далее. Тут стоит вспомнить одну старую хорошую шутку Сидни Моргенбессера, который когда‑то работал на кафедре философии Колумбийского университета. Сидни спрашивал: «Что максимизируют в еврейской теории решений?» Ответ: «Сожаление».

[смех]

ведущий: Но аксиомам это по‑прежнему не противоречит.

[смех]

Дэвид Альберт: Хорошо. Так вот, идея теоретико‑решенческих аргументов в пользу Эверетта состоит в следующем. Мы берем ваши предпочтения для тех случаев, когда мир не будет ветвиться. Например, вы предпочитаете получить больше денег, а не меньше, или что‑нибудь в этом роде.

И все эти аргументы имеют одну и ту же структуру: исходя из ваших предпочтений относительно неветвящихся будущих, мы можем вывести, какие предпочтения вы обязаны иметь относительно ветвящихся будущих, если хотите оставаться рациональным.

Итак, если известно, сколько денег вы готовы заплатить за осуществление некоторого неветвящегося будущего, то мы якобы можем вывести, сколько вы, оставаясь рациональным, должны быть готовы заплатить за осуществление определенного ветвящегося будущего.

И сторонники этого подхода утверждают, что могут показать следующее: сумма, которую вы готовы заплатить за осуществление такого ветвящегося будущего, в точности совпадает с суммой, которую вы заплатили бы за ситуацию, где одна ветвь реализуется с некоторой вероятностью, а другая — с другой вероятностью.

Хорошо. Теперь я очень кратко сформулирую возражение. Оно звучит чрезвычайно просто, и удивительно, сколько времени потребовалось, чтобы его заметить. Дело в том, что сами аргументы были сформулированы таким образом, что увидеть эту проблему было непросто.

Послушайте, просто нелепо думать, будто ваши предпочтения относительно неветвящихся будущих могут каким‑либо образом определять ваши предпочтения относительно ветвящихся будущих под угрозой того, что в противном случае вы окажетесь попросту иррациональны.

Ветвящиеся будущие предоставляют вам совершенно новый набор возможностей, которые вообще появляются только тогда, когда вы начинаете рассматривать ветвление.

Например, в обычных обстоятельствах вы можете предпочитать шоколадное мороженое ванильному. Но вдруг вам предлагают совершенно новый вариант: могут существовать две ваши версии. Одна ест шоколадное мороженое, другая — ванильное. Возможно, вам нравится разнообразие или что‑то в этом роде. Но такое предпочтение просто никак не проявится среди ваших предпочтений относительно неветвящихся будущих.

И, как мне кажется, если сформулировать проблему именно так, то вся эта стратегия сразу начинает выглядеть совершенно несостоятельной. Вы не обязаны под угрозой обвинения в иррациональности... Кому‑то ваши вкусы могут показаться странными и так далее, но теория решений вообще не об этом.

Как мы уже говорили, вы можете выбрать для максимизации все что угодно: прибыль, продолжительность жизни, сожаление — что пожелаете. Теория решений должна лишь сказать вам, как следует действовать, если вы уже выбрали, что именно хотите максимизировать.

А эти исследователи утверждают, что, как только нам известны ваши предпочтения относительно неветвящихся будущих, то, если только вы не совершенно иррациональны, нам тем самым известны и ваши предпочтения относительно ветвящихся будущих.

ведущий: Линейность...

Дэвид Альберт: Но это просто не может быть верно. Никак не может. Потому что, как только в рассмотрении появляются ветвящиеся будущие и у вас возникает возможность выбирать между ними, перед вами оказывается целый набор совершенно новых альтернатив.

Идея состояла в том, что ваши предпочтения относительно ветвящихся случаев должны каким‑то образом оставлять след в предпочтениях относительно неветвящихся случаев, причем достаточно сильный, чтобы полностью определить ваши предпочтения относительно ветвящихся случаев. На мой взгляд, это просто неверно.

Давайте попробую привести более конкретный пример. Вот стандартный пример, которым пользуются сторонники теоретико‑решенческого подхода.

Представьте следующую суперпозицию. У вас есть 100 долларов, а остальной мир находится в состоянии A. Хорошо. Теперь другой вариант: у вас есть 1 доллар, а остальной мир находится в состоянии B.

Теперь представьте суперпозицию этих двух состояний: «у вас есть 100 долларов, а остальной мир находится в состоянии A» плюс «у вас есть 1 доллар, а остальной мир находится в состоянии B».

Кроме того, предположим, что среди неветвящихся вариантов, то есть когда у вас либо 100 долларов, либо 1 доллар, вам совершенно безразлично состояние остального мира. Вас интересует только то, сколько денег есть у вас.

Поэтому для вас нет разницы между состояниями «у вас есть 100 долларов, а мир находится в состоянии A» и «у вас есть 100 долларов, а мир находится в состоянии B». Точно так же для вас нет разницы между состояниями «у вас есть 1 доллар, а мир находится в состоянии A» и «у вас есть 1 доллар, а мир находится в состоянии B».

Но вы предпочитаете любое состояние, в котором у вас есть 100 долларов, независимо от того, находится остальной мир в состоянии A или B, любому состоянию, в котором у вас есть 1 доллар, опять же независимо от того, находится остальной мир в состоянии A или B. Хорошо.

Дальше они говорят: «Предположим, все это верно. Теперь рассмотрим две следующие суперпозиции. Первая: 100 долларов и состояние A плюс 1 доллар и состояние B. Вторая: 100 долларов и состояние B плюс 1 доллар и состояние A».

И они утверждают: «Вы не можете предпочитать одну из этих суперпозиций другой, потому что уже ясно дали понять, что различие между A и B для вас не имеет значения. Именно это следует из ваших предпочтений относительно неветвящихся состояний».

ведущий: Да. Должен признать, для меня это звучит довольно разумно.

[смех]

Дэвид Альберт: Хорошо. Тогда продолжим... Хотя, чтобы сделать это еще понятнее, позвольте мне немного вернуться назад. Впрочем, сначала разберем пример, а потом, если понадобится, вернемся. Хорошо.

Предположим, я говорю: «Пусть состояние A остального мира включает в себя то, что я толстый, а состояние B — то, что я худой».

При этом мне безразлично, толстый я или худой. Что я имею в виду, когда говорю, что мне безразличен мой вес? У меня нет предпочтения между вариантом «у меня 100 долларов, и я толстый» и вариантом «у меня 100 долларов, и я худой». И любой вариант, где у меня 100 долларов, независимо от того, толстый я или худой, я предпочитаю любому варианту, где у меня 1 доллар, опять же независимо от моего веса.

Итак, относительно собственного веса у меня никаких предпочтений нет.

Но теперь передо мной появляются ветвящиеся варианты, и я говорю: «Знаете, пожалуй, я хотел бы быть богатым именно в той ветви, где я толстый, потому что мне кажется, что там меня как будто будет больше». Или что‑нибудь в этом роде.

Нам сейчас совершенно не обязательно обсуждать, насколько такое предпочтение разумно...

ведущий: Да, вы лишь утверждаете, что это логически возможное предпочтение. Само по себе мне безразлично, толстый я или худой.

Дэвид Альберт: Это логически возможно...

ведущий: Но при условии, что я оказываюсь толстым, я хочу иметь больше денег.

Дэвид Альберт: Именно. Именно.

ведущий: Или наоборот, полагаю.

Дэвид Альберт: И вы знакомы с этим примером, вы использовали его в некоторых своих статьях, хотя и несколько в других целях. Но всем всегда казалось совершенно естественным сказать: конечно, ничего не изменится, если поменять местами «толстого» и «худого», ведь вы уже сказали, что вам это безразлично.

Однако люди недостаточно внимательно относились к тому, что именно означает фраза «вы уже сказали, что вам это безразлично». А означает она лишь то, что различие между «толстым» и «худым» никак не проявляется в ваших предпочтениях относительно неветвящихся вариантов.

Но из наличия у вас именно таких предпочтений относительно неветвящихся вариантов совершенно не следует, что при ветвлении у вас не может быть самых разных предпочтений относительно различных способов, которыми это ветвление может происходить.

И мне кажется, стоит только взглянуть на проблему таким образом, как сразу хочется сказать себе: «Боже мой, о чем мы вообще думали?»

Конечно, ветвление просто открывает перед вами совершенно новый набор вариантов. И когда эти варианты появляются на столе, почему мы вообще должны считать, что ваши предпочтения между ними можно вывести, под угрозой чисто логической непоследовательности, из гораздо более ограниченного набора ваших предпочтений между весьма специфическими неветвящимися вариантами?

Вот, в двух словах, почему я считаю, что эти аргументы не работают.

ведущий: А у сторонников этого подхода уже есть какой‑то очевидный ответ на ваше возражение, или дискуссия все еще продолжается?

Дэвид Альберт: Думаю, будет справедливо сказать, что дискуссия продолжается, и я не хочу приписывать людям утверждения, которых они сами не делали.

В теории решений иногда ссылаются на различные дополнительные принципы, например на так называемую диахроническую согласованность и тому подобные вещи, и порой их пытаются применить к подобным ситуациям. Но, на мой взгляд, они не затрагивают сути проблемы.

Я бы не сказал, что кто‑то уже признал поражение и полностью отказался от своей позиции. Хотя мне кажется, например, что сейчас Дэвид Уоллес несколько скромнее формулирует выводы, которые можно получить с помощью аргументов такого рода, чем раньше. Насколько я понимаю, теперь речь скорее идет о том, что такие предпочтения явно могут быть согласованными, но не обязательно о том, что рациональность требует иметь именно такие предпочтения.

Но я не хочу говорить за Дэвида. Это лишь мое впечатление. Дискуссия развивалась то в одну, то в другую сторону. Предпринимались различные попытки обосновать некоторые из этих дополнительных принципов.

Что касается меня самого, то мне потребовалось некоторое время, чтобы прийти к нынешнему пониманию этой проблемы. Пример с полнотой, о котором мы только что говорили, я придумал довольно давно. Но лишь спустя некоторое время я увидел за ним общий принцип.

Теперь я понимаю его так: неветвящиеся варианты составляют лишь ничтожную долю всех вариантов, которые становятся доступны, как только мы допускаем ветвление. Откуда вообще взялась мысль, что из ваших предпочтений относительно неветвящихся вариантов можно вывести все ваши предпочтения относительно ветвящихся?

ведущий: Да, потому что, кажется, я читал ваши работы, где вы приводили этот пример с полнотой. И тогда он показался мне совершенно неубедительным. Но в такой формулировке все становится совершенно понятно: между предпочтениями могут возникать корреляции, которые в неветвящихся вариантах просто не могли существовать.

Дэвид Альберт: Именно. Именно так.

ведущий: Да, хорошо.

Дэвид Альберт: Мне кажется, это гораздо более ясный способ выразить основную мысль. И, как вы только что заметили, в моих ранних работах я излагал ее иначе: там я приводил очень конкретные примеры.

Мне потребовалось время, чтобы понять, что все эти примеры являются частными случаями одного очень общего и очень простого принципа.

И я не знаю, был ли этот принцип уже сформулирован в печати достаточно ясно, чтобы сторонники данного подхода действительно обратили на него внимание. Возможно, придется немного подождать и посмотреть, что они об этом скажут.

ведущий: Кстати о том, чтобы немного подождать. Очевидно, что сегодня мы уже не сможем уделить должного внимания ни теории GRW, ни бомовской механике.

Дэвид Альберт: Конечно.

ведущий: Ничего страшного. Как‑нибудь поговорим о них отдельно. А сегодня тогда стоит как следует разобраться с Эвереттом.

Дэвид Альберт: Конечно.

ведущий: Вы сказали, что существует еще один способ получить вероятность, с которым вы тоже не согласны.

Вероятности самоопределения

Дэвид Альберт: Да. И здесь я хотел бы высказываться несколько менее категорично. Мне кажется, что против теоретико‑решенческого подхода есть довольно ясный и однозначный аргумент, который я только что изложил.

Но существует и другой подход, который, среди прочих, связан с вами. Я размышляю над ним гораздо меньше времени, поскольку он был предложен сравнительно недавно, и на данном этапе он скорее ставит меня в тупик. Но будет справедливо сказать, что у меня есть серьезные сомнения по его поводу. По крайней мере, они кажутся мне серьезными. Так что, если хотите, я могу описать вам...

ведущий: Да, хочу. И буду по ходу дела вмешиваться.

Дэвид Альберт: Хорошо. Суть примерно такова. Один из первоначальных способов сформулировать проблему был следующим. Или, возможно, раньше я формулировал ее не совсем так, но на данном этапе нашего разговора будет полезно выразить ее именно таким образом.

Допустим, мы собираемся измерить z‑компоненту спина электрона, у которого определена x‑компонента спина. Или, пожалуй, для наглядности лучше говорить об измерении положения частицы. Пусть в данный момент частица находится в суперпозиции состояний «находится в точке X» и «находится в точке Y».

И мы говорим: «Послушайте, если Эверетт прав, то я точно знаю, что произойдет. Появятся две мои версии. Одна увидит частицу в точке X, другая увидит частицу в точке Y».

Вот и вся история. Все полностью детерминировано.

А загадка состоит в следующем. Возьмем любые другие обстоятельства, в которых нам кажется осмысленным говорить, например: «Вероятность того, что произойдет X», или «вероятность того, что я увижу X, составляет 50%».

У нас пока нет полностью удовлетворительного и общепринятого философского анализа того, что такое объективная случайность. Но что бы она ни означала, одно совершенно ясно: она предполагает, что в будущем есть нечто, относительно чего в настоящий момент я не уверен.

Причины этой неуверенности могут быть самыми разными. Возможно, фундаментальные законы движения сами по себе носят вероятностный характер. Тогда я не могу быть уверен в будущем независимо от того, насколько полной информацией о настоящем располагаю.

А возможно, законы совершенно детерминированы, но мне недостает какой‑то информации о настоящем, потому что получить ее чрезвычайно трудно, например из‑за того, что она связана с мельчайшими микроскопическими деталями. Наконец, возможна и какая‑то комбинация этих двух факторов.

Проблема в случае Эверетта состоит в том, что, когда я готовлюсь измерить положение частицы, в будущем, по‑видимому, нет ничего существенного для интересующего меня вопроса, чего бы я сейчас не знал. Я точно знаю, что произойдет.

Появятся две мои версии. Одна увидит частицу в точке X, другая увидит частицу в точке Y. Вот и все.

И тогда возникает вопрос: «Где здесь вообще может найти себе место что‑либо похожее на случайность?» Случайность требует неопределенности.

И здесь полезно вспомнить отличие от теоретико‑решенческой стратегии. Она шла следующим путем: мы согласны, что для случайности здесь места нет. Никакой случайности здесь действительно нет. Просто рациональный человек будет принимать те же решения, какие он принимал бы в других обстоятельствах, где объективная случайность действительно существует. Поэтому можно назвать это, скажем, «псевдослучайностью».

Хорошо. А теперь рассмотрим другой подход. Нам предлагают: «Давайте разберем процесс измерения немного подробнее. Представим, что между самим измерением и моментом, когда я смотрю на измерительный прибор, проходит некоторый промежуток времени».

Но я знаю, что измерение уже было проведено, прежде чем посмотрел на измерительный прибор. В этот момент, по‑видимому, вполне справедливо сказать: я знаю, что уже нахожусь либо в мире, где электрон оказался в точке A, либо в мире, где электрон оказался в точке B. Но я не знаю, в каком именно.

И здесь, кажется, появляется именно то, что нам было нужно. Возникает настоящая неопределенность. А раз у нас есть неопределенность относительно будущего, то есть я не знаю, какой результат увижу, когда посмотрю на прибор, кажется, что у случайности появляется возможность войти в картину вполне непротиворечивым образом.

Тут возникает множество вопросов, которые можно было бы обсудить подробнее. Например, кто сказал, что у нас всегда существует такой временной промежуток? Кроме того, в некотором смысле эта неопределенность возникает слишком поздно, когда измерение уже произошло... Но давайте пока отложим все это в сторону, потому что, как мне кажется, у вас есть интересные ответы на подобные возражения.

ведущий: Под «у вас» имеются в виду... Статью на эту тему я написал вместе с Чипом Себенсом, который теперь мой коллега в Калтехе на кафедре философии.

Дэвид Альберт: Верно. И этот подход выглядит более многообещающим. В отличие от теоретико‑решенческой стратегии, здесь появляется возможность вернуть в картину настоящую, привычную нам случайность.

ведущий: Есть нечто, чего вы действительно не знаете: на какой ветви волновой функции вы находитесь.

Дэвид Альберт: Именно. Хорошо. И вот что мне здесь трудно понять.

Этот подход вырастает из традиции эпистемической интерпретации вероятностей, то есть из представления о том, что вероятности отражают наше незнание некоторого факта.

Дайте подумать, в каком порядке лучше это изложить. Пожалуй, начну так.

Здесь есть несколько моментов, которые кажутся мне загадочными, причем они накладываются друг на друга. А вместе они делают всю картину еще более загадочной.

Первый момент связан с давней традицией, восходящей еще к Лапласу. Предположим, все, что я знаю, состоит в следующем: шарик находится либо в коробке A, либо в коробке B. Больше я не знаю ничего.

То есть моя эпистемическая ситуация относительно вопроса «Находится шарик в коробке A или в коробке B?» такова: я понятия не имею.

Тогда существует некий априорный принцип рациональности, согласно которому вы должны приписать вероятность 50% тому, что шарик находится в коробке A, и вероятность 50% тому, что он находится в коробке B. Это называют принципом безразличия.

И сейчас я хочу сосредоточиться не на том, как именно вычисляются эти вероятности, потому что у вас будут свои способы это сделать. У вас, например, есть принцип ESP. Возможны разные способы получить нужные значения.

Для меня важно другое: этот принцип имеет априорный характер. То есть он входит в рассуждение как...

ведущий: Он не эмпирический.

Дэвид Альберт: Именно. Он не эмпирический. Он вводится как принцип рациональности. И в подобной стратегии есть нечто, что меня очень смущает.

Когда людей просят привести аргумент в пользу такого подхода, обычно предлагается довольно прямое рассуждение: «Посмотрите, в моей эпистемической ситуации есть определенная симметрия. С точки зрения имеющейся у меня информации коробка A ничем не отличается от коробки B.»

Поэтому, когда я начинаю приписывать вероятности, они должны адекватно отражать мою эпистемическую ситуацию, а значит, должны сохранять присущие ей симметрии. И в данном случае существует только одно распределение вероятностей, которое сохраняет эту симметрию: 50 на 50«.»

И мне кажется, что естественная реакция на это должна быть следующей...

Причем обратите внимание: если обратиться к истории, рассуждения такого рода использовались, чтобы объяснить, почему вероятности в классической статистической механике имеют именно такие значения. А затем это превращается, например, в объяснение того факта, почему тепло переходит только от более горячих тел к более холодным, и множества других подобных явлений.

То есть в итоге мы получаем всевозможные утверждения о том, что в действительности будет происходить во внешнем мире.

ведущий: Но ведь это работает.

Дэвид Альберт: Нет... То есть да, результат получается верный. Верно, это работает. Но если именно это предлагается как объяснение того, почему тепло переходит от более горячих тел к более холодным, то, мне кажется, нужно сказать: «Подождите. Похоже, в какой‑то момент я задремал, потому что здесь произошло что‑то довольно странное».

Мы начали с утверждения: «Я понятия не имею», а пришли к утверждению: «Конечно, я должен ожидать, что тепло будет переходить от более горячих тел к более холодным». Более того, теперь я каким‑то образом знаю, какие точные численные значения вероятности следует приписывать различным возможностям.

Любой, кто это слышит, должен спросить: «Я что, выиграл в лотерею? Откуда мне все это досталось совершенно бесплатно? Почему мне так повезло? И почему мое незнание вдруг становится частью объяснения того, почему физические объекты во внешнем мире ведут себя определенным образом, хотя им совершенно безразлично, что я знаю или чего не знаю?»

Мне это всегда казалось глубоко загадочным.

И, конечно, если немного внимательнее рассмотреть аргумент, который я только что привел, становится видно, что он плох. Равновероятное распределение — не единственный способ сохранить симметрию моей эпистемической ситуации.

Есть и другой способ сохранить эту симметрию, который, по‑моему, гораздо честнее и непосредственнее описывает мою реальную эпистемическую ситуацию. Когда меня просят приписать вероятности двум возможностям, я могу просто ответить: «Что именно вам непонятно во фразе 'я понятия не имею'? 'Я понятия не имею' означает именно то, что я понятия не имею. Разумеется, я не собираюсь приписывать вероятности этим двум возможностям. Моя эпистемическая ситуация состоит в том, что я понятия не имею. Точка».

Итак...

ведущий: Но если вас вынуждают задать распределение вероятностей, то для вашей...

Дэвид Альберт: Если кто‑то... Вы имеете в виду, что меня заставляют...

ведущий: В некотором смысле. Я признаю...

Дэвид Альберт: Приставляют пистолет к голове?

ведущий: Да.

Дэвид Альберт: Ну, если бы кто‑нибудь приставил мне пистолет к голове...

ведущий: То есть вы говорите, что существует еще один вариант.

Дэвид Альберт: Нет. Если бы кто‑то приставил мне пистолет к голове, мне кажется, правильнее всего было бы ответить: «Вы поступаете крайне несправедливо».

[смех]

Это вообще очень нехорошо...

ведущий: Пожалуйста, уберите пистолет от моей головы.

Дэвид Альберт:...потому что в такой ситуации у меня просто нет никакого рационально обоснованного ответа.

Но, как вы только что сказали, здесь возникает действительно интересное различие между подобным способом обоснования вероятностей, скажем, в классической статистической механике и аналогичным способом обоснования вероятностей в эвереттовской квантовой механике или, более общо, в том, что называют вероятностями самоопределения.

В классической статистической механике я приписываю вероятности различным физическим конфигурациям мира. И, как вы совершенно верно только что заметили, эти численные значения вероятностей оказываются эмпирически правильными.

Поэтому, если принять мой аргумент про «я понятия не имею», единственное, что потребуется изменить в нашем отношении к статистической механике, это признать: «А, понятно, эти вероятности вовсе не были априорными».

Мир ведет себя так не потому, что я ничего не знал о его состоянии. Эти вероятности просто оказываются эмпирически правильными, как вы и сказали.

И если кто‑нибудь спросит: «Каков тогда статус этих вероятностей?», то, на мой взгляд, правильный ответ таков: они имеют статус статистических эмпирических законов, описывающих устройство мира. И верим мы в них именно благодаря их эмпирическому успеху.

ведущий: Это... Это следствие того, что вы воспитывались на философии Юма?

Дэвид Альберт: Наверное, наверное. Да, пожалуй, так и есть.

Хорошо. Итак, подведем итог обсуждению классической статистической механики. Да, здесь вы допустили ошибку, но эта ошибка никоим образом не подорвала ваше научное предприятие.

Существует определенное распределение вероятностей. Вы правильно определили его численные значения. Ошибка состояла лишь в том, что вы считали, будто можете вывести это распределение априори, а это оказалось неверно. Основания считать его правильным имеют эмпирический характер.

И если кто‑то скажет: «Но ведь оно кажется мне совершенно естественным», у сторонника моей позиции найдется готовое объяснение. Послушайте, это истинные статистические законы, причем чрезвычайно общие. Поэтому вполне естественно ожидать, что естественный отбор очень глубоко закрепил их в нас еще с тех времен, когда наши предки были рыбами.

Но это никак не ставит под сомнение утверждение, что в конечном счете перед нами именно эмпирические обобщения. Они могут казаться нам чрезвычайно интуитивными, полностью соответствующими нашим ожиданиям и так далее, но от этого они не становятся априорными.

ведущий: А для эвереттовской интерпретации такое объяснение, по‑вашему, уже недоступно?

Дэвид Альберт: Вот здесь и возникает различие. В случае Эверетта... Хотя давайте пока не будем говорить непосредственно об Эверетте. Сначала рассмотрим более общее понятие вероятностей самоопределения.

Есть старый пример, принадлежащий Дэвиду Льюису. Представьте, что в некоторый момент истории мира в нем существуют два мозга. Предположим, что в этот момент оба мозга находятся в совершенно одинаковом состоянии. И более того...

ведущий: За исключением того, что они находятся в двух разных местах.

Дэвид Альберт: Да, они находятся в разных местах. Но они пребывают в совершенно одинаковом состоянии в том, что касается соответствующего психического состояния. У них даже могут быть разные тела или что‑то в этом роде, но их текущее психическое состояние совершенно одинаково.

Предположим, кроме того, что частью этого общего для них психического состояния является знание о том, что в мире существуют эти два мозга.

Тогда, говорит Льюис, каждый из них вполне обоснованно может задуматься: «Интересно, я тот, кто находится справа, или тот, кто находится слева?»

И это возможно, несмотря на то что они знают абсолютно все о физическом состоянии мира.

Получается, что здесь может существовать другой вид неопределенности, отличный от того, который мы обсуждали применительно к статистической механике. Это не неопределенность, связанная с недостатком знания об объективном физическом состоянии мира. Напротив, такая неопределенность совместима с полным знанием физического состояния мира.

Именно с чем‑то подобным мы сталкиваемся у Эверетта в обсуждаемой нами ситуации. Вы можете знать физическое состояние мира полностью, но при этом все равно не знать, где именно внутри этой картины находитесь вы сами.

Хорошо. Теперь предположим, что мы применяем здесь рассуждение в духе принципа безразличия и пытаемся сформулировать априорные принципы, определяющие, какие вероятности следует приписывать различным возможностям.

Здесь ситуация принципиально отличается от рассмотренного ранее случая статистической механики. В статистической механике нам повезло: философы могут сколько угодно спорить и приводить какие угодно аргументы, но в конечном счете это не так важно, потому что у нас есть эмпирический доступ к правильным значениям вероятностей.

А теперь представьте человека, который рассматривает три разные теории. Согласно первой, вероятность того, что он окажется справа, составляет 90%. Согласно второй, вероятность того, что он окажется слева, составляет 90%. А согласно третьей, вероятности оказаться справа и слева равны — 50 на 50.

В данном случае вероятности не относятся к утверждениям о физической конфигурации мира. Поэтому эмпирического доступа к их истинным значениям у нас уже не будет.

ведущий: Мы предполагаем, что эти альтернативы в действительности возникают в результате квантового измерения, которое приводит к ветвлению волновой функции.

Дэвид Альберт: Да, да. Предположим, что...

ведущий: То есть, опять же, со стопроцентной вероятностью обе альтернативы действительно реализуются где‑то в волновой функции.

Дэвид Альберт: Верно, верно. Обе действительно реализуются. Но теперь мы приписываем разные вероятности тому, что обнаружим себя в одной или другой ветви.

И здесь, в отличие от случая классической статистической механики, то, чему мы приписываем вероятность, не является некоторой физической конфигурацией мира. Все рассматриваемые теории полностью согласны относительно физической конфигурации мира. Они расходятся только в том, где именно внутри этой конфигурации я обнаружу самого себя.

А поскольку они не расходятся относительно физической конфигурации мира, очевидно, что невозможно поставить, например, эксперимент со следующим свойством: если верна теория номер один, то в конце эксперимента на листке бумаги будет написана цифра 1, а если верна теория номер два, то на листке будет написана цифра 2.

Ведь то, что в итоге окажется написано на листке бумаги, само является частью физической конфигурации мира, а она будет одной и той же при всех этих вариантах.

Поэтому здесь нам остается опираться исключительно на априорный аргумент. И если кто‑то сочтет этот априорный аргумент неубедительным, то мы действительно окажемся в серьезном затруднении. В данном случае это действительно подорвет нашу способность заниматься физикой так, как не происходило в случае классической статистической механики.

Потому что здесь у нас нет другого, неаприорного, эмпирического способа установить, каковы правильные вероятности.

Можно сказать: «Предположим, мы многократно повторяем такой эксперимент». Сначала человек разделяется на две версии. Затем каждая из них снова разделяется. Потом каждая из получившихся версий разделяется еще раз.

Хорошо. В результате будет один человек, у которого все частицы оказались слева. Будет другой, у которого все частицы оказались справа. И будет гораздо больше людей, у которых часть частиц оказалась слева, а часть — справа.

Теперь посмотрим на того, у кого все частицы оказались слева. Он скажет: «То, что я наблюдал, очень хорошо подтвердило теорию, согласно которой вероятность результата слева составляет 90%».

Предположим, что, в отличие от ситуации у Эверетта, он может поговорить со всеми остальными. И тогда они начинают ему кричать: «Ты о чем вообще? Наши наблюдения подтвердили совершенно другие теории».

Но человек, у которого все результаты оказались слева, конечно, ответит: «Я заранее знал в силу физического детерминизма, что все вы будете существовать и будете говорить именно это. Я спрашиваю не о вашем существовании. Я спрашиваю о том, какая теория подтверждается или опровергается тем, где в итоге оказался именно я».

И его наблюдения подтверждают вариант с высокой вероятностью результата слева.

Человек, у которого все результаты оказались справа, скажет то же самое о другой теории. А все те, чьи результаты оказались где‑то посередине, скажут то же самое о теории с вероятностями 50 на 50.

И окончательного способа разрешить этот спор не будет.

Возможно — и, судя по нашему вчерашнему разговору, мне кажется, именно такую реакцию вы имеете в виду, — вы скажете: «Да, со всем этим я согласен».

Тогда вероятности... Как бы это лучше сформулировать? Смысл, в котором одна из этих вероятностных теорий подтверждается или опровергается подобными экспериментами, носит чисто индексикальный, несводимо индексикальный характер.

То есть невозможно, попросту бессмысленно спрашивать: «Подтвердила или опровергла эта последовательность экспериментов данную теорию?»

ведущий: В универсальном смысле.

Дэвид Альберт: Именно. Тогда приходится говорить, что эта последовательность экспериментов подтвердила или опровергла теорию для меня или...

ведущий: Мне кажется, эвереттианец обязан сказать именно это, потому что в волновой функции всегда будет существовать какая‑нибудь реальная ветвь, в которой на протяжении всей истории все результаты как будто говорят теории: «Да пошла ты».

Дэвид Альберт: Нет, нет, это верно. Но если бы, например, теоретико‑решенческий аргумент работал, а я не думаю, что он работает, то сторонникам Эверетта не пришлось бы прибегать к этому новому и метафизически загадочному типу чисто индексикальных фактов.

ведущий: Нет, но мне кажется, что в эвереттовской мультивселенной всегда будут существовать люди, которые придут к неправильным выводам.

Дэвид Альберт: Конечно, верно. И само по себе это не проблема, если... если существует какая‑то причина не принимать их выводы всерьез.

Но здесь, как мне кажется, мы рискуем попасть в круговое рассуждение. Ничего страшного в том, что существуют люди, делающие неправильные выводы, если у нас есть те или иные основания не считать их выводы заслуживающими доверия.

Теперь вы могли бы сказать: «Нам не нужно принимать их всерьез, потому что их выводы неправдоподобны».

ведущий: Да, я как раз старался этого не говорить.

Дэвид Альберт: Потому что они маловероятны.

ведущий: Да, это уже очевидная подтасовка.

Дэвид Альберт: Вот именно, тогда мы снова вернемся к исходной проблеме, верно?

ведущий: Да, это явно было бы нечестным ходом.

Дэвид Альберт: Если оставить это в стороне, то есть если принять существование этих чисто индексикальных фактов, я... Вот здесь мне уже становится трудно ясно понять, как двигаться дальше.

Получается, что мы говорим о какой‑то новой области фактов — чисто индексикальных фактов. И мне, пожалуй, хотелось бы гораздо лучше понять...

ведущий: На случай, если слушателям не вполне понятно: «индексикальный» здесь означает нечто связанное с тем, где именно вы находитесь во Вселенной, то есть некоторый факт о вашем местоположении.

Индексикальные факты

Дэвид Альберт: Или сформулируем это так. Философы называют высказывание индексикальным, если его значение зависит от обстоятельств, в которых оно произносится.

Если я скажу: «На мне черная рубашка», это будет истинным утверждением. Если вы скажете: «На мне черная рубашка», это будет ложным утверждением.

В большинстве обычных случаев никакой проблемы здесь не возникает, потому что высказывания с индексикальными выражениями можно перевести в высказывания без них. Можно сказать: «Нет, нет. Просто Дэвид одет в черную рубашку, а ведущий — нет». И тем самым мы избавляемся от индексикальности.

Но в тех случаях, которые мы сейчас обсуждаем, интересующие нас утверждения несводимо индексикальны. Мы не можем убрать из них «я», не можем избавиться от индексикальных выражений и при этом сохранить тот смысл, который хотим выразить. Это...

ведущий: Единственное различие состоит в том, на какой ветви волновой функции вы окажетесь.

Дэвид Альберт: Именно, именно.

И если для формулировки наших самых фундаментальных физических теорий нам действительно приходится включать в нашу метафизику факты такого рода, то для меня это ситуация одновременно тревожная и загадочная. Причем я хотел бы различить эти две вещи.

«Тревожная» — возможно, слишком сильное слово. Скажем лучше, нежелательная. Просто потому, что у нас уже есть другие возможные решения проблемы измерения, которые не требуют от нас постулировать эти новые разновидности фактов.

Поэтому при прочих равных условиях — вы, конечно, станете отрицать, что все прочие условия равны, — это должно было бы дать серьезное основание предпочесть другие решения.

Второй момент состоит в том, что все это просто загадочно. Мне нужно... Понимаете, человек с философскими склонностями тут же скажет: «Погодите, погодите. Перед нами появился целый новый класс фактов. И мне сразу хочется выяснить множество вещей: как эти факты устроены, как они логически связаны друг с другом, какие сочетания таких фактов дедуктивно влекут за собой другие факты такого рода и так далее. Я хочу знать семантику подобных высказываний. Я хочу знать их логику. Дайте мне несколько дней, мне нужно сесть и как следует все это продумать».

И первое, что я хочу сказать, причем именно здесь мне особенно не хочется быть категоричным: я не знаю, к какому результату привело бы такое исследование. Возможно, обо всем этом можно говорить вполне непротиворечивым образом. А возможно, нельзя.

Если нельзя, то этот подход оказывается отвергнут по совершенно однозначной причине. Если же можно, тогда вопрос превращается скорее в поиск баланса между различными требованиями, которым мы хотели бы удовлетворить.

ведущий: То есть это пугает, но одновременно захватывает и воодушевляет.

[смех]

Дэвид Альберт: А, ну хорошо. Знаете, для кого‑то стакан наполовину полон, для кого‑то наполовину пуст. В моей традиции мы максимизируем сожаление.

[смех]

ведущий: Хорошо, мы как раз подошли к нашему временному пределу. Но сожаление я точно не максимизировал — разговор получился замечательный. Спасибо, Дэвид, что пришли на подкаст.

Дэвид Альберт: Спасибо, что пригласили. Было очень интересно.