Структура реальности. Наука параллельных вселенных - Дэвид Дойч

Законы физики, определяющие один снимок из другого, – это «клей», который удерживает эти снимки вместе в виде пространства-времени. Представим, что мы по волшебству (что невозможно) оказались вне пространства-времени (а следовательно, в своем собственном внешнем времени, независимом от того, которое находится в пределах пространства-времени). Давайте разрежем пространство-время на снимки пространства в каждый момент, как его воспринимает конкретный наблюдатель, находящийся в пределах этого пространства-времени, потом перемешаем эти снимки и снова склеим их в другом порядке. Могли бы мы сказать, глядя извне, что это не есть реальное пространство-время? Почти определенно. Первое: в перемешанном пространстве-времени физические процессы не были бы непрерывными. Объекты мгновенно прекращали бы свое существование в одной точке и снова появлялись бы в другой. Второе и более важное: законы физики уже не действовали бы. По крайней мере, реальные законы физики уже не действовали бы. Там существовал бы другой набор законов, которые, явно или неявно учитывая перемешивание, правильно описывали бы перемешанное пространство-время.

Таким образом, для нас разница между перемешанным и реальным пространством-временем была бы огромной. А для тех, кто живет там? Могли бы они заметить разницу? Сейчас мы опасно близки к бессмыслице – знакомой бессмыслице обычной теории времени. Но потерпите немного, и мы обойдем эту бессмыслицу. Конечно, живущие в этом пространстве-времени не смогли бы заметить разницу. Они заметили бы ее, если бы могли. Они, например, комментировали бы существование разрывностей в своем мире, издавали бы о них научные статьи – разумеется, если бы они вообще смогли выжить в перемешанном пространстве-времени. Но с нашей магической точки зрения мы видим, что они выжили и пишут свои научные труды. Мы можем прочитать эти труды и увидеть, что они по-прежнему содержат только наблюдения исходного пространства-времени. Все записи физических событий в пределах пространства-времени, включая и те, которые остались в воспоминаниях и восприятии сознательных наблюдателей, идентичны таковым в исходном пространстве-времени. Мы только перемешали снимки, а не изменили их внутреннее содержание, поэтому жители по-прежнему воспринимают их в исходном порядке.

Таким образом, на языке реальной физики – физики, как ее воспринимают жители этого пространства-времени, – все это разрезание и повторное склеивание пространства-времени не имеет смысла. Не только перемешанное пространство-время, но даже набор не склеенных друг с другом снимков физически идентичны исходному пространству-времени. Мы изображаем все снимки склеенными друг с другом в правильном порядке, потому что это отражает отношения между ними, определяемые законами физики. Набор этих снимков, склеенных в другом порядке, представил бы те же самые физические события – ту же самую историю, – но некоторым образом исказил бы отношения между этими событиями. Таким образом, снимки обладают присущим им порядком, определяемым их содержанием и реальными законами физики. Любой из снимков в сочетании с законами физики не только определяет то, чем являются все остальные, он определяет их порядок и свое собственное место в последовательности. Другими словами, каждый снимок имеет «временную метку», закодированную в его физическом содержании.

Вот как все должно быть, если освободить концепцию времени от ошибки обращения к всеобъемлющей конструкции времени, которая является внешней по отношению к физической реальности. Временнáя метка снимка – это показания некоторых естественных часов, существующих в пределах этой вселенной. На некоторых снимках – на тех, которые содержат человеческую цивилизацию, например, – эти часы реальны. На других существуют физические переменные – такие, как химический состав Солнца или всей материи в пространстве, – которые можно рассматривать как часы, потому что они принимают определенные и отличные значения на разных снимках, по крайней мере, в пределах определенной области пространства-времени. Мы можем стандартизировать и калибровать их, чтобы согласовать друг с другом в местах, где они перекрываются.

Мы можем восстановить пространство-время, используя присущий порядок, определяемый законами физики. Мы начинаем с любого из снимков. Затем мы вычисляем, как должны выглядеть предыдущий и последующий снимки, находим эти снимки в оставшемся наборе и приклеиваем их к обеим сторонам исходного снимка. Повторение этих действий воссоздает все пространство-время. Такие вычисления слишком сложны, чтобы их можно было выполнить в реальной жизни, но они приемлемы в мысленном эксперименте, в котором мы представляем себя оторванными от реального физического мира. (Также, строго говоря, в доквантовой физике существовала бы непрерывная бесконечность снимков, так что только что описанный процесс пришлось бы заменить предельным процессом, в котором пространство-время собирается за бесконечное число этапов; однако принцип остается тем же самым.)

Предсказуемость одного события на основе другого не означает, что эти события являются причиной и следствием. Например, теория электродинамики гласит, что все электроны переносят один и тот же заряд. Следовательно, используя эту теорию, мы можем предсказать – и часто предсказываем – результат измерения одного электрона, исходя из результата измерения другого. Но ни один результат не был причиной другого. В действительности, насколько нам известно, величина заряда электрона не вызвана никаким физическим процессом. Возможно, ее «вызывают» сами законы физики (хотя законы физики, насколько они нам сейчас известны, не предсказывают заряд электрона; они просто говорят, что все электроны имеют один и тот же заряд). Но в любом случае это пример событий (результатов измерений электронов), каждое из которых можно предсказать, исходя из другого, но которые не делают причинного вклада друг в друга.

Вот еще один пример. Если мы наблюдаем, где находится один элемент полностью собранной мозаики, и знаем формы всех элементов и то, что они правильно собраны, мы можем предсказать, где находятся все оставшиеся элементы. Но это не значит, что наблюдение элемента в определенном положении является причиной того, что все оставшиеся элементы находятся там, где они находятся. Существует ли такое причинно-следственное отношение, зависит от того, как мозаика в целом оказалась на этом месте. Если наблюдаемый нами элемент положили первым, то он действительно является одной из причин нахождения других элементов там, где они находятся. Если первым положили другой элемент, то положение наблюдаемого нами элемента было следствием этого, а не причиной. Но если мозаику создали единственным ударом лезвия, имеющего форму этой мозаики, и никогда не разбирали, то ни одно из положений элементов не было бы ни причиной, ни следствием других положений. Их ведь не собирали ни в каком порядке, а создали одновременно, в таком положении, что правила мозаики уже были бы соблюдены, что сделало эти положения взаимно предсказуемыми. Тем не менее ни одно из них не стало бы причиной других.

Детерминизм физических законов относительно событий в пространстве-времени подобен предсказуемости правильно собранной мозаики. Законы физики определяют, что происходит в один момент, исходя из того, что происходит в другой, точно так же как правила мозаики определяют положения некоторых элементов, исходя из положения других. Но как и в случае с мозаикой, то, являются ли события в различные моменты причиной друг друга или нет, зависит от того, как эти моменты оказались там. Глядя на мозаику, мы не можем сказать, была ли она собрана по кусочкам. Но в случае с пространством-временем нам известно, что бессмысленно «класть» один момент за другим, поскольку это было бы потоком времени. Следовательно, мы знаем, что, даже если некоторые события можно предсказать, исходя из других событий, ни одно событие в пространстве-времени не являлось причиной другого. Мне хотелось бы еще раз подчеркнуть, что все это верно в доквантовой физике, в которой все, что происходит, происходит в пространстве-времени. Мы видим, что пространство-время несовместимо с существованием причины и следствия. Дело не в том, что люди ошибаются, когда говорят, что определенные физические события являются причиной и следствием друг друга, дело в том, что интуиция несовместима с законами физики пространства-времени. Однако это нормально, поскольку физика пространства-времени ложна.

В главе 8 я сказал, что два условия должны быть выполнены, чтобы некая сущность стала причиной своей собственной репликации: во-первых, эта сущность действительно должна реплицироваться; и во-вторых, большая часть ее вариантов в этой же самой ситуации не должна реплицироваться. Это определение воплощает идею о том, что причина – это нечто важное для ее следствий, и оно работает и для причинно-следственного отношения в целом. Чтобы Х стало причиной Y, должны выполняться два условия: во-первых, что и X, и Y произошли, и во-вторых, что Y не произошло бы, если бы Х был другим. Например, причиной жизни на Земле был солнечный свет, потому что как солнечный свет, так и жизнь имеют место на Земле, и потому что жизнь не появилась бы, не будь солнечного света.