На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё - Гефтер Аманда

Все, что я узнала о физике, оказало влияние на мою собственную интуицию: никакого «извне» не существует. Вы не можете выйти за пределы математики, Вселенной или реальности. Все они – монеты с одной стороной.

Уилер знал, что Вселенная была односторонней монетой, но все равно каждый раз хотел снова перевернуть ее. Напряжение, которое он видел между индивидуумом и обществом, между «внутри» и «снаружи», между самонастраивающимся контуром и Гёделевским наблюдателем, стучащимся в дверь, было тем самым напряжением, окончательным напряжением, которое сидело глубоко в ядре реальности, в потаенном сердце физики, тесном бездонном колодце, откуда родилась Вселенная во всей своей невозможности. В квантовой механике для редукции волновой функции необходим внешний наблюдатель, но общая теория относительности исключает внешних наблюдателей. Это противоречие должно быть разрешено в квантовой гравитации при условии, сформулированном Смолиным: космология должна принять первым принципом такой – «нет ничего за пределами Вселенной».

Как еще мог осуществиться невозможный объект, как не из своей собственный архитектуры? Где еще, как не внутри себя, может лежать порождающее семя объекта, у которого нет никакого «снаружи»? Вселенная должна быть самонастраивающимся контуром, с возжигающей искрой творения в своем чреве, существованием, вытягивающим себя к бытию за свои собственные помочи. Если наблюдаемость – предпосылка к существованию, то Вселенной ничего не оставалось, как наблюдать себя.

Я вспомнила слова отца, сказанные еще до того, как все это началось: «Есть кое-что относительно реальности, о чем тебе нужно знать. Тебе, наверное, кажется, будто ты – это ты, и есть еще весь остальной мир вне тебя, но это все одно целое». Нам нравится думать о себе отдельно от мира, от природы, как будто в один день мы таинственным образом проснулись и очутились во Вселенной, которая отличается от нас. Но мы части Вселенной, разлетающиеся в разные стороны структуры, которые на мгновение во Вселенной складываются, а затем рассеиваются. Через нас, как представлялось Уилеру, Вселенная смотрит на себя. Как нам посмотреться в зеркало, если мы сами и есть зеркало?

Мы приговорены жить внутри Вселенной. Это означает, что мы не можем предложить последовательного описания Вселенной без описания самих себя. Но теорема Гёделя показала, что самореферентные утверждения не могут быть доказаны внутри статитуирующей их системы. Что же тогда говорить о самореферентных утверждениях в космологии? «Внутри» – это все, что у нас есть. Они просто не могут быть доказаны. В физике «доказано» означает «измерено», а измерения имеют дело со сбором информации. Гёделевская неполнота Вселенной, казалось, накладывает фундаментальные ограничения на объем информации, которую мы можем получить. Если самореферентные утверждения не могут быть доказаны с помощью физических измерений, то наблюдатели не могут измерить самих себя.

Как Ровелли подтвердил мне, «вся реляционная концепция как-то связана с невозможностью полного самоизмерения. Вся структура квантовой механики говорит нам, что информация о себе всегда ограничена». Об этом говорил не только он. Так и Буссо говорил по поводу неудачной попытки описать космологию с помощью S-матрицы: «Это просто крайняя форма более общей проблемы, которая возникает, когда одна часть замкнутой системы измеряет другую ее часть… Очевидно, что измерительный прибор должен иметь по крайней мере столько же степеней свободы, сколько есть у системы, квантовое состояние которой он должен установить». Действительно, философ науки Томас Брейер использовал аргументы Гёделя, чтобы доказать, что «ни один наблюдатель не может получить или сохранить достаточно информации, чтобы описать все состояния системы, в которой он сам находится».

Если бы слон мог измерить сам себя, редуцируя свою собственную волновую функцию, ему вовсе не обязательно было бы существовать по отношению к кому-либо вне себя, или, другими словами, он мог бы просто существовать сам по себе. Он не зависел бы от наблюдателя. Он бы просто был. В процессе самопознания или, вполне возможно, самоубийства, кот Шрёдингера редуцирует собственную волновую функцию, прежде чем кто-либо откроет ящик. Но квантовая механика – принципом неопределенности, принципом дополнительности, ЭПР-экспериментом – уже доказала, что если мы предположим существование слонов самих по себе, в каком-либо объективном, не зависящем от наблюдателя смысле, мы будем получать неправильные ответы.

Делая относительным абсолютно все, Ровелли отверг любые онтологические различия между наблюдателем и наблюдаемым, доходя до квантового монизма, где любая перспектива представляет собой возможную систему отсчета, ничуть не лучшую, чем какая-либо другая. Это устраняет кажущийся парадокс, заключающийся в том, что наблюдатель не может быть и субъектом и объектом одновременно, и в то же время наблюдатель – это и субъект и объект одновременно. Я являюсь субъектом для самой себя. Я являюсь объектом для моего отца. Не существует способа взглянуть на ситуацию глазами Бога, при котором и то и другое было бы истинно одновременно. Но, опять же, все рассуждение держится на невозможности самоизмерения. Если бы я могла измерить себя, я была бы одновременно и субъект и объект, а это разрушило бы квантовую физику. Запрет самоизмерения созвучен интуиции Витгенштейна, что «субъект не принадлежит к миру: он, скорее, граница мира».

Ровелли показал, что квантовая механика кажется парадоксальной, поскольку мы предполагаем существование единой реальности, общей для нескольких наблюдателей. Откажитесь от этого представления, и все квантовые призраки растворятся, парадоксы получат объяснения. Мы можем устранить проблему второго наблюдателя, приняв космический солипсизм, которого требует от нас физика. Это не тот солипсизм, который рассматривали Эверетт или Вигнер и в котором существует только один абсолютный наблюдатель. Солипсизм, который подразумевает радикальная зависимость от наблюдателя, сам по себе зависит от наблюдателя. Как подчеркивал Ровелли, наблюдатель в одной системе отсчета наблюдается в другой.

Но это верно лишь в случае, если наблюдатели не могут измерять себя сами. Если же они могут, то квантовые состояния станут абсолютными, глобальная логика станет булевой, интерференционные картины исчезнут, квантовой монизм расщепится на опасный дуализм, реализм Ледимана уступит дорогу реализму Эйнштейна, луна останется неизменной в инвариантном небе, а мы с отцом впадем в уныние от поражения, потому что мы бы на самом деле работали над одной и той же Вселенной, которая есть нечто, а не ничто, нечто, чья природа навсегда остается непознанной. Слава богу, что есть Гёдель!

Все всегда рассматривают теорему Гёделя как глубоко пессимистическое заявление о пределах познания. Но во вселенной, представляющей ничто, пределы – это именно то, что необходимо.

Мне уже приходилось видеть, к чему ведут ограничения, когда речь шла о горизонтах событий: горизонты играют роль края в системе отсчета наблюдателя, и площадь его горизонта – это мера того, сколько информации наблюдатель сможет когда-либо получить. Теперь я поняла, что самореферентность, присущая Вселенной, которая содержит своих наблюдателей внутри себя, также ограничивает доступ наблюдателя к информации – это своего рода логический горизонт. Не является ли наша положительная космологическая постоянная – наш деситтеровский горизонт – физическим проявлением гёделевской неполноты?

Как интересно, думала я, что переход от инвариантности к зависимости от наблюдателя всегда, по-видимому, начинается с одного и того же: казавшееся бесконечным или, возможно, нулевым, в действительности оказывалось конечным. В теории относительности из-за конечности скорости света, долгое время считавшейся бесконечной, возникла зависимость пространства и времени от наблюдателя. В квантовой теории конечность постоянной Планка, долгое время считавшейся равной нулю, привела к зависимости от наблюдателя всех физических величин, связанных соотношениями неопределенности. Совсем недавно сделано открытие, что энтропия пространственно-временной области, всегда считавшаяся неограниченной, оказалась, в действительности, конечной, а из-за этого возникла зависимость от наблюдателя пространственно-временного континуума в целом. Скорость света, постоянная Планка, энтропия – все они представляют наиболее важные в природе пределы. Пределы – это ключи. Если сможем обнаружить пределы, то мы сможем обнаружить реальность. Или ее отсутствие.