Коллайдер - [73]

Концепция параллельных вселенных вошла в физику в абстрактной математизированной форме - через диаграммную технику Ричарда Фейнмана, позволяющую рассчитать вероятности обменных процессов с участием заряженных частиц. Всем возможностям приписываются определенные веса, которые затем суммируются. Один из способов написать явное выражение для этой «суммы историй» - применить аппарат интегралов по путям, являющийся, по сути, развитием вариационного исчисления Лейбница. В этом формализме, если даны начальное и конечное состояния квантовой системы, между ними возникает «холм» со всевозможными траекториями. Нам никогда не узнать, как именно участники взаимодействия пересекли этот холм. На самом деле они прошли по нему множеством тропинок одновременно. Все, что можно посчитать, - это куда они устремлялись наиболее охотно, какая тропинка приводила к цели кратчайшим путем.

Разрабатывая в 40-х гг. свой метод под началом своего научного руководителя Джона Уилера, Фейнман и не думал его представлять как нахождение траекторий в лабиринте параллельных вселенных. Математика сработала на ура, предсказания блестяще подтвердились - что еще надо? Однако в 1957 г. другой ученик Уилера, Хью Эверетт, взглянул на дело шире и предложил свою «многомировую интерпретацию» квантовой механики.

Согласно гипотезе Эверетта, всякий раз, когда микроскопическая частица испытывает воздействие, Вселенная не стоит спокойно, а распадается на пучок немного различающихся возможностей. Измеряя результат взаимодействия, экспериментатор тоже расщепляется на несколько версий, соответствующих альтернативным вариантам развития событий. Каждый его экземпляр получает свой результат измерения, не такой, как у других, и объясняет его появление вероятностью. Но в действительности никакой вероятности у события нет, потому что любой исход эксперимента наблюдается одной из копий экспериментатора, которая не может связаться со своими двойниками и сравнить результаты. Со временем число параллельных вселенных - и их квартирантов - достигает немыслимой величины. По сравнению с ним число атомов в наблюдаемой области космоса выглядит жалкой горсткой.

Несмотря на этот фантастический вывод, в 70-х гг. маститый теоретик Брайс Девитт воспринял эвереттовские построения всерьез. Ему мы, кстати, обязаны названием концепции. Девитт неустанно ее пропагандировал, доказывая, что это единственный разумный способ внести в квантовую механику объективное зерно и изгнать из акта измерения субъективность. В самом деле, кому удастся выйти за пределы Вселенной, снять показания и заставить ее волновую функцию сколлапсировать в один из многочисленных вариантов? Как бы безумно ни смотрелась многомировая интерпретация, разве не безумнее предполагать, будто людям с их органами чувств под силу влиять на Вселенную, вопрошал Девитт? Хотя к тому времени Эверетт уже ушел из теоретической физики (а в 1982 г. в возрасте 51 года и из жизни), Девитт стал достойным продолжателем его идеи о том, что мы живем в разрастающейся паутине параллельных вселенных.

Вместе с Уилером Девитт досконально проработал вопрос о применении квантовых принципов к гравитации. Первый стремился переформулировать эйнштейновскую теорию относительности на языке метода суммирования по историям. В квантовой механике состояния отличаются друг от друга положением, импульсом, спином и т. д. Словно из отдельных нот складывается музыкальная композиция. А как выглядит фортепианная клавиатура общей теории относительности? Наконец, Уилер сообразил, что его симфонию окрасят тембры всевозможных трехмерных геометрий. Вдохновленный этой догадкой, он принялся уговаривать Девитта помочь ему с математической реализацией. Девитт позже вспоминал: «Уилер приставал с этим ко всем. Однажды, по-моему, в 1964 г., он мне позвонил и сказал, что у него пересадка в аэропорту Рэлея-Дурхэма - я тогда был в Северной Каролине - и у него будет пара свободных часов. Не смог бы я туда приехать и поговорить о физике? Он ко всем, я знал, пристает с вопросом: “Какова в квантовой гравитации область определения?” И, по-видимому, он наконец догадался, что это пространство трехмерных геометрий. Меня тогда занимали другие задачи, но эта. в общем, тоже заслуживала внимания… Я прямо там, в аэропорту, записал это уравнение на каком-то клочке бумаги. Уилер пришел от него в восторг»⁸⁹.

Так появилось уравнение Уилера-Девитта, позволяющее приписать веса трехмерным геометриям и, просуммировав их, определить самый вероятный вариант эволюции Вселенной. Теоретически, оно должно было помочь физикам понять, как знакомая нам реальность выкристаллизовалась из неразберихи случайностей. На практике, однако, в интересных случаях оно принимало весьма громоздкий вид.

В 1973 г. Коллинз и Хокинг рассмотрели этот вопрос на классическом уровне в своей знаковой работе «Почему Вселенная изотропна?». Перебирая многочисленные решения уравнений Эйнштейна - как изотропные, так и анизотропные космологии, они пытались понять, какие из них содержат сегодняшнюю Вселенную. Является ли космология изотропной или анизотропной, зависит от эквивалентности или неэквивалентности различных направлений. В первом случае Вселенная расширяется одинаково по всем направлениям, словно круглый шарик, когда его надувают. А если посмотреть в разные стороны в анизотропной Вселенной, то скорости увеличения расстояний в космосе будут тоже отличаться. Когда надуваешь воздушный шарик в форме сосиски, он становится все длиннее и длиннее, хотя поперечный размер почти не меняется.