Больше историй
2 апреля 2018 г. 03:05
4K
Самоубийство по Эверетту
(Этот текст не имеет прямого отношения к Агафонкину. Привожу его только потому, что всё время чтения вопросы физического обоснования путешествий героев книги вертелись в голове. Обычно поисками реальности в фантастических сюжетах я не занимаюсь. Не знаю, для кого я это пишу.)
Всем известно, почему Нобелевские премии не присуждаются за математику: потому что невеста сбежала от Нобеля к математику. Кто был этот коварный искуситель? Уж не Минковский ли?
Так это было или иначе, я точно не знаю. Знаю, что Олег Радзинский упоминает всуе имя Минковского очень часто. И вот тут возникает сомнение: а не перепутал ли он его с Эвереттом?
Позволю себе напомнить кое-какую матчасть для тех, кто забыл. Попробую рассказать как можно понятнее. Я уже тренировался на некоторых гуманитариях, им всегда нравилось.
Альберт Эйнштейн был великим геометром. Он легко представлял себе искривлённое четырёхмерное пространство-время. Это позволило ему создать ОТО -- Общую теорию относительности. Но в "скучной" математике он был не силён. Поэтому для СТО -- Специальной (она же Частная) теории относительности -- ему помогли написать математику другие люди: сварливая жена Милева Марич и этот самый любимый автором Минковский.
В рамках СТО, что бы мы с вами ни делали, мы без остановки летим в четырёхмерном пространстве-времени Минковского со скоростью света. Если мы не движемся в пространстве, то вся скорость проецируется во время. Если же мы перемещаемся в пространстве, то часть скорости уходит в пространственные координаты, и время от этого замедляется. Таким образом формируются световые конусы, внутри которых мы можем свободно перемещаться (пока хватает бензина). Выходить за их пределы мы не можем ни при каких обстоятельствах.
Световой конус у каждого свой. В связи с этим такое понятие, как общее для всех время, теряет смысл: у каждого время своё со всеми вытекающими последствиями. В частности, с точки зрения СТО (и ОТО), время не отличается от пространства, и мы вроде бы можем в нём путешествовать почти как заблагорассудится. Главное не выскакивать из своего светового конуса.
ОТО в свою очередь утверждает, что пространство можно искривлять почти как угодно за счёт собственной массы.
Эту идею и эксплуатирует активно Олег Радзинский. Его "неинерциальный наблюдатель" плюёт на все ограничения обеих теорий относительности. Он корёжит свои световые конусы как хочет за счёт своей отрицательной массы и перемещается куда хочет.
И это естественно:
Вы когда-нибудь пробовали зашвырнуть комара? Просто взять и зашвырнуть?
Так вот, он не летит.
То есть он летит. Но не туда, куда вы его зашвырнули, а туда, куда сам хочет.
Потому что он очень лёгкий и свободный.
(неточная цитата Жванецкого)
Но, кроме двух теорий относительности, у нас есть ещё и квантовая теория. Вот две её основные идеи.
Первая состоит в том, что всё в мире представляется целыми числами, если правильно подобрать достаточно мелкие единицы измерения.
Вторая идея, что все частицы, пока мы на них не смотрим, одновременно находятся во всех точках Вселенной. А когда мы на них посмотрим, мы обнаружим частицу в каком-то определённом месте с той или иной вероятностью.
Вот это последнее свойство сильно тревожит физиков. Они хотят определённости. И Эверетт такую определённость предложил. Он высказал гипотезу о том, что каждое квантовое событие (а их происходит конечное число в любое конечное время, см. первую идею) порождает расщепление нашего мира на конечное число новых миров. При этом в каждом из миров частица занимает своё определённое место, такое, какое ей разрешает квантовая теория. От этого случайность измерений координат и всего остального пропадает. Просто мы с вами попали в один из миров, ну и видим одну из нескольких копий частицы в некотором её положении. А в других мирах частица окажется в других местах. Но мы этих миров не видим.
Всё. Никаких вероятностей. Никаких неопределённостей.
Красиво. Мне нравится.
И Олегу Радзинскому тоже нравится. Он тоже использует и эту теорию. Вот подтверждающая цитата:
Не бойся, Бортэ, смерти нет: мы не умираем по-настоящему. Продолжаем жить в других Событиях вдоль Линии Событий. [...] Однажды мне предстоит это выяснить.
Почему-то Минковского Олег Радзинский поминает на каждом шагу, а Эверетта нет. Подозреваю, что эти два человека слились у него в одного. Почему в Минковского, а не в Эверетта? А бог его знает. Пути автора неисповедимы.
Ну хорошо. Будем считать, что это я всё перепутал и понял автора не так. Это не имеет значения для книги. В конце концов она не про физику и не про математику.
Тогда зачем я морочу голову вам, уважаемый читатель этого текста?
По двум причинам.
Немного для того, чтобы просветить тех из лайвлибовцев, кто не в курсе. Думаю, таких тут значительное число.
А главное затем, что хочу рассказать об отличной идее!
Обратим внимание на последнюю фразу приведённой цитаты: Однажды мне предстоит это выяснить. Вопрос: как Агафонкин собирается это выяснить?
Оказывается, легко! И двух минут не пройдёт!
Давайте построим упрощённую, но работоспособную модель нашего мира.
Она будет состоять из пулемёта, который стреляет один раз в секунду. Пулемёт надо зарядить запрещёнными международными конвенциями разрывными пулями. Это из соображений надёжности. Ну и гуманности тоже.
Пулемётом должен управлять какой-либо истинно квантовый процесс, например, самопроизвольный распад ядер урана. Пусть у нас есть счётчик Гейгера, который регистрирует распады атомов.
Если за прошедшую секунду распалось чётное количество ядер в нашем образце, пулемёт говорит БУМ!, стреляет, и эксперимент на этом завершается.
Если распалось нечётное число атомов, пулемёт говорит КЛИК и переходит к следующему патрону без выстрела.
В соответствии с теорией, всякий раз вероятность КЛИКа равна вероятности БУМа!, и обе они равны 1/2.
Заряжаем пулемёт лентой из, скажем, сотни патронов.
Все знают о Коте Шрёдингера. Его странное состояние имеет некоторое касательство к нашему эксперименту. Но мы против жестокости по отношению к братьям нашим меньшим. Не будем брать кота.
Возьмём лучше сторонника Эвереттовой гипотезы и посадим его напротив пулемёта. Дуло направляем в область его мозжечка и запускаем процесс. (Перед этим на всякий случай запасаемся гробом для "испытателя", венками и траурными речами о героях науки.)
Что услышим и увидим мы с вами?
Мы услышим несколько раз КЛИК, а потом БУМ!, после чего немедленно в разные стороны разлетятся мозги "испытателя" и эксперимент закончится. Может быть, мы прямо сразу услышим БУМ!: вероятность этого 1/2. Может быть, мы услышим 100 КЛИКов, и "испытатель" тогда останется в живых. Но это вряд ли: вероятность такого исхода (1/2)100 = 8*10-31 = 0.000000000000000000000000000000008, если я правильно посчитал нули. Ну ладно, ничего не поделаешь. Мы к такому результату готовы и не сильно удивимся. А траурная речь у нас заготовлена.
А что услышит "испытатель"?
Это намного интереснее.
Если гипотеза Эверетта неверна, то наш "испытатель" услышит несколько раз КЛИК, а дальше, как говорил принц Гамлет, тишина. Свой БУМ! он услышать не успеет, потому что пуля летит намного быстрее, чем распространяются звук и (тем более) нервные импульсы. К моменту, когда соответствующий импульс достигнет слуховой коры головного мозга, кора эта будет размазана ровным слоем по стенам лаборатории. Боли наш смельчак не почувствует по той же причине (это к вопросу о связи разрывных пуль с гуманностью).
Результат предсказуем, тривиален и не интересен.
Интересное случится, если гипотеза Эверетта верна!
Тогда в момент выстрела не только череп "испытателя" разлетится на куски. Вселенная расщепится на две.
В одной вселенной количество распавшихся атомов урана будет чётным, во второй -- нечётным.
В одной вселенной "испытатель" ничего не услышит, потому что слушать ему будет нечем. Во второй вселенной он услышит всего лишь КЛИК.
И так будет при каждом выстреле, сколько бы их ни было. Хоть ленту длиной в километр заряди в пулемёт. Всегда "испытатель" будет погибать в одной вселенной, но в другой эксперимент будет продолжаться.
Поэтому "испытателю" ничего не остаётся, кроме как услышать подряд 100 КЛИКов.
После этого встанет во весь рост, отдаст честь начальству и скажет:
Гипотеза Хью Эверетта справедлива с вероятностью 0.999999999999999999999999999999992 (если я правильно посчитал девятки).
Самочувствие экипажа отличное! Готовы к выполнению следующего ответственного задания Партии и Правительства!
Как видим, с точки зрения "испытателя" эксперимент абсолютно безопасен. Конечно, при условии, что гипотеза Хью Эверетта о квантовой мультивселенной верна.
Насколько мне известно, ни один из сторонников гипотезы квантовой мультивселенной пока такой эксперимент не провёл. Это косвенно свидетельствует против истинности гипотезы.
Есть и ещё одно сильное свидетельство против Эверетта: мы не видим долгожителей, которым исполнилось хотя бы лет 200. Если бы люди умирали в одном мире, но оставались жить в мирах параллельных, тогда кто-то должен был, пусть редко, доживать до какого-то нереального возраста. Этого почему-то не происходит. Значит, скорее всего, никаких параллельных миров в смысле Эверетта просто нет.
А жаль. Лично мне гипотеза мультивселенной нравится. Несмотря на это, я не рекомендую никому проверять её методом КЛИК-БУМа.
И не совсем понимаю, как собирается её проверить Агафонкин.
Ну и напоследок просьба.
Если кто-то может рассказать о квантовом самоубийстве ещё проще, поведайте, пожалуйста. Думаю, мне не раз ещё доведётся удивлять этой идеей знакомых гуманитариев. Поэтому буду благодарен узнать, как можно сделать этот рассказ ещё доступнее.
Комментарии
Как сделать доступнее, я не знаю, зато предполагаю, что сторонник теории вероятностей скажет, что этому испытателю попросту ОЧЕНЬ СИЛЬНО повезло, но не более того - и, следовательно, он ничегошеньки не доказал... :)
Вы неверно поняли идею, надо её доработать :)
Дело в том, что любой "испытатель" будет слышать серию "кликов". Ни одного "бума" он не услышит.
Когда мы слышим "бум", "испытатель" раздваивается на два. Одна копия попадает в мир, в котором был "бум", и он его не слышит за неимением мозга. Вторая копия попадает в мир, где выстрела не было.
И так всегда (по Эверетту).
Всегда будет множество миров, в которых гроб "испытателю" понадобился, но всегда найдутся миры, где ни одного "бума" не прозвучало, т.е. все живы и счастливы.
В этом суть теории (или гипотезы) Эверетта. Это следует из того, что каждое квантовое событие порождает несколько миров с разными (вероятностными) исходами этого события. Причём, обязательно реализуются все вероятности (которых в соответствии с квантовой теорией конечное число). В том числе реализуются и любые "почти невероятные" исходы, в которых пулемёт, например, сам взорвался или в результате очередного выстрела ни с того ни с сего вышел на околоземную орбиту и т.п.
Некоторые из этих исходов будут благоприятны для "испытателя". И такие благоприятные варианты обязательно будут в каждом из экспериментов.
Копии "испытателя", которым не повезло, умрут. Соответствующие копии "экспериментаторов" расстроятся и пойдут на похороны.
Но как минимум одна из копий "испытателя" пойдёт с "экспериментаторами" в ресторан отмечать благополучный конец миссии.
С точки зрения этого "испытателя" всё будет хорошо. Он услышал сто "кликов". А про те копии самого себя, что погибли, он ничего не знает. Они погибли в других Эвереттовых мирах. С теми мирами у него нет никакой возможности связаться, так что он может обоснованно считать, что никаких трупов и нет :)
Да, не понял, и сейчас все еще не допонимаю:) Я все никак не пойму - в чем разница между испытателем, которому очень сильно повезло и тем, кто удачно осуществил эксперимент по Эверетту? Как ему отличить успех миссии от вероятностного везения? И там, и там результат один - 100 кликов подряд - и шампанское!
В принципе никакая научная теория не даёт стопроцентной уверенности в своём соответствии действительности. (Да и что такое эта действительность, не вполне ясно, если по-честному.) Везение при шансах порядка 1:1031 настолько невероятно, что превращается в уверенность намного бОльшую, чем наша уверенность в законе всемирного тяготения или в том, что солнце завтра взойдёт. Все люди, когда-либо существовавшие на планете за последние 100,000 лет наблюдали восход солнца на много порядков меньше раз, чем 1031. Поэтому, если вы уверены, что солнце завтра взойдёт, вы должны быть намного более уверены, что везение в нашем эксперименте не случайно.
Это нормальная ситуация для любой естественной науки, где теории строятся индуктивным путём. Из того, что яблоко 100,000 лет подряд падало вниз, никак не следует, что оно упадёт вниз, если вы его прямо сейчас уроните :)
Если вероятности в 10-31 нам всё-таки мало, мы всегда можем зарядить ленту не сотней патронов, а тысячей. Эксперимент затянется минут на 13, но торопиться нам некуда.
Если теория Хью Эверетта верна, испытатель останется жив при любом количестве повторений эксперимента. Но -- что важно -- об этом будет знать только он сам и те экспериментаторы, которым повезёт оказываться с ним в одном мире при каждом испытании. Вот экспериментаторам действительно понадобится для этого нереальное везение. Но даже и среди них найдутся счастливчики, поскольку они тоже являются квантовыми системами и участвуют в размножении миров на тех же основаниях.
Но тогда мой вопрос следующий: вероятно ли существование мира, в котором не действуют законы теории вероятностей? Ведь испытатель-то все-таки исходит и того, что это событие крайне маловероятное. Или тогда мы должны учитывать изменения в его восприятии эксперимента по его ходу - при перемещении в мир, где такая малая вероятность является вполне вероятной. Но тогда он ничему и не удивится:)
Яблоко я уронил - упало. Проблема индукции конечно любопытная (я помню хотел взяться за нее. да устрашился). Одно достаточно ясно - 10000001 падение происходит не потому, что до этого произошли 10000000, а по определенной закономерности - каковую наука и устанавливает.
Законы вероятности в мире тоже ниоткуда не следуют. Они откуда-то следуют не в мире, а только в математике. К миру же мы их применяем только потому, что Кардано, Блез Паскаль и некоторые другие вывели их (опять же индуктивно) из поведения брошенных костей, падающих монет и т.п.
И вы абсолютно правы: наука устанавливает закономерности. Она не в силах ответить на вопрос о причинах существования этих закономерностей. А это значит, что закономерности могут быть завтра установлены совсем другие. И надёжность индуктивных рассуждений ничем не гарантирована.
Скорее всего, яблоко и завтра упадёт на землю. Но если оно почему-то вдруг выйдет на околоземную орбиту, науке придётся построить новую закономерность. Например, что яблоко падает вниз всегда, но в среду 4 апреля 2018 года от Р.Х. на него будет действовать некая дополнительная сила. И не сомневайтесь: если такая неприятность произойдёт, наука сумеет и её обосновать. Она построит формулы для этой силы в зависимости от текущего времени или придумает что-либо в таком же духе.
Именно поэтому я с подозрением отношусь к физике :)
Так в том-то и дело - наука останется наукой, пока она обосновывает, а не добавляет 101 падение к 100, или падает в обморок о вдруг несостоявшемся 102. Обосновать - всегда ключевое слово, и оно, мне кажется, в значительной степени делает бессмысленным вопрос о дополнительных причинах, потому что обоснование можно рассматривать и как причину, а сила обоснования именно в том, что с бухты барахты ни 4, ни 5 апреля яблоки взлетать не начнут, а будут продолжать падать. Почему - смотрите обоснование. А вот если отталкиваться от того, что миллиарды падений влекут за собой миллиард первое, то, конечно, вопросы относительно миллиард второго всегда могут оставаться:)
Должен внести уточнение о падении яблок.
Аристотель считал, что яблоко падает, потому что стремится к некоему гармоничному естественному состоянию. Почему стремится и что это за состояние, он не уточнял. Не особенно убедительно звучит, надо сказать.
Ньютон считал, что яблоко падает, потому что на него действует сила всемирного тяготения. На вопрос Лейбница, почему возникает эта сила и как она передаётся, он ответил "гипотез я не измышляю". Не особенно убедительно звучит, надо сказать.
Эйнштейн считал, что яблоко падает, потому что масса Земли (и яблока) искривляет пространство-время, и яблоко движется просто по инерции. На вопрос, что такое масса и пространство-время и почему одно искривляет другое, он вообще ничего не говорил. Искривляет в соответствии с формулами. Не особенно убедительно звучит, надо сказать.
Ну и теперь выберите, пожалуйста, из трёх неубедительных "объяснений" самое убедительное. И, если сможете, поясните, почему завтра яблоко будет искривлять пространство так же, как оно это делало в 1915 году.
Сомневаюсь, что вам или кому-то ещё удастся дать такое пояснение...
Мы-то с вами верим, что за последние сто лет ничего принципиального в мире не произошло и не предвидится. Но на чём основана эта вера?
Есть же космологические теории о фазовых переходах вакуума, и утверждается, что как минимум два таких перехода Вселенная уже испытала. И всякий раз структура пространства-времени (и материи, если она в это время вообще была) принципиальным образом меняется примерно так, как меняется вода, превращаясь в лёд.
А что если завтра грянет третий фазовый переход? Что если граница двух разных вакуумов приближается к нам с неотвратимостью дорожного катка, только со скоростью света? И мы не можем получить абсолютно никакого предупреждения от этой границы, потому что сигнал об этом должен двигаться быстрее скорости света, а он не может? Что если сейчас я вколачиваю последние буквы во Вселенной?
Так что вопросы насчёт миллиард второго подтверждения нашей теории действительно остаются. И никуда они не могут деться по принципиальным причинам.
Причины могут раскрыть только философы, между прочим. Физики не могут. Математики тем более. О всяких биологах вообще молчу :)
Понимаете намёк?
Намек я понимаю, но тут я принципиально не согласен. Я не верю, что философ сможет сказать такое слово в физике, которое будет иметь больший вес, чем слово физика. Выбрать самый убедительный вариант я не могу именно потому что не физик. Возможно, если бы я был физиком, то придумал бы какое-то новое объяснение или объяснил бы - почему они не нужны:) И все мне видится, что формула содержит в себе очень многое от объяснения. Опять-таки - если структура пространства-времени изменится, то и разговор будет другой. Но, если он будет оставаться научным - опять мы начнем искать закономерности. Ну, если будет - кому искать:)
Физики ничего не скажут. Даже не надейтесь :)))
Их дело объяснять, как то или другое происходит. К вопросу "почему" за 400 лет они даже не приступали.
Если кто-то сможет сказать что-то существенно другое, это принципиально изменит смысл науки.
Лично мне кажется, что верный путь обозначил Платон. За то я его и люблю.
Галилей развернул науку в современном (очень плодотворном во многих отношениях) направлении, и Платон вроде как потерял актуальность. И вот прошло 2300 лет после Платона, а мы совсем не продвинулись в вопросе "почему".
Платон нужен. Физиков много, Платона нет.
Вот фигня какая.
С этим поспорить трудно:)
Не особенно убедительно звучит, надо сказать. ))))
Это правда, убедительности мало.
Впрочем, её тут не меньше, чем у Аристотеля, Ньютона или Эйнштейна :)
Хотите убедительности -- почитайте что-нибудь о современной космологии. Ключевые слова: инфляция, ложный вакуум и т.п. Думаю, найдёте много неожиданного, интересного, а может, даже полезного ;)
Неверно я выразился. Убедительности в современной космологии не больше, чем у Аристотеля. Но и не меньше, чем у Эйнштейна.
Никакая научная теория не обладает стопроцентной убедительностью. Абсолютно убедительной может быть только религиозная вера.
А почитать про это почитайте. Всем рекомендую :)
Вот здесь вы верно выразились )))
Убедительности в современной космологии не больше, чем у Аристотеля. Но и не меньше, чем у Эйнштейна.
Но нет, про космологию почитать - это уж слишком (для меня)
Это вы зря.
Очень интересно откуда мы, кто мы, куда идём? И как на самом деле работает мир :)
Мне уже не интересно ))