Квантовый лабиринт. Как Ричард Фейнман и Джон Уилер изменили время и реальность

Нарликар рассказал об одном инциденте: «Я вспоминаю доклад Денниса Сиамы, когда он записал решение волнового уравнения как объемный плюс поверхностный интеграл. По какой-то причине это Фейнману не понравилось, и после спора он выступил с протестом, что поверхностный интеграл не должен браться на бесконечности. Он, вероятнее всего, считал, что лимит на бесконечности не может быть определен так хорошо. Деннис продолжил выступление, и после пары шагов доказательства заявил: «Теперь я беру поверхностный интеграл на бесконечности». Фейнман начал подниматься с места, наливаясь кровью, но его удержали Филипп Моррисон и Томми Голд»¹⁰⁹.

Псевдоним «мистер Икс» Ричард использовал, чтобы пошутить над собой. Фейнман не отступал от желания создавать себе имидж обычного парня с пролетарскими наклонностями, которому повезло заполучить сверхъестественные способности взламывать самые сложные загадки природы. Он не волновался, насколько его статус и титулы впечатляют других людей, это все он считал поверхностным и малозначительным. Намного больше ему нравилось развлекать окружающих шутками, собственным презрением к условностям и разными научными трюками.

Курс «Физика Икс» вырос из его желания стать Супер-Фейнманом, Кларком Кентом от физики, готовым в любой момент показать свою удивительную силу.

Квантовая флуктуация в начале времени

Вклад Уилера в конференцию «Природа времени», доклад «Трехмерная геометрия как носитель информации о времени», отражал его твердое убеждение, что вселенная началась с хаотического состояния: пены квантовых флуктуаций в море энергетических полей. В этой пене невозможно было идентифицировать время, прошлое, настоящее и будущее просто не существовали.

Несмотря на раннюю хаотичность, появление биологических систем на Земле миллиардами лет позднее потребовало определенного количества упорядоченной энергии, ситуации, которую физики описывают как «низкая энтропия».

Поскольку энтропия определяет недостаток уникальности, низкая энтропия ассоциируется с высоким уровнем упорядоченности. И подобное состояние требуется, чтобы запустить механизм времени, которое бы двигалось в направлении увеличения энтропии. И почему же, хотел знать Уилер, ситуация с низкой энтропией вообще реализовалась?

Он предположил, что вселенная началась с масштабной квантовой флуктуации, которая трансформировала все из предельного беспорядка в крайне маловероятное состояние низкой энтропии. В конечном итоге через миллиарды лет этот резервуар упорядоченной энергии сделал возможной эволюцию жизни и существование наделенных сознанием наблюдателей.

Подобные разумные существа могут наблюдать за вселенной и размышлять о том, каковы были условия ее возникновения. Следовательно, в некоей версии антропного принципа само наше существование налагает границы на условия изначального космоса, гарантируя, что он должен быть порожден чрезвычайно редкой разновидностью флуктуации.

Мистер Икс отверг концепцию колоссальной, снижающей энтропию флуктуации, он указал, что ненаучной выглядит попытка рассуждать о чем-то столь невероятном без единого доказательства. Он предложил не рассматривать такой неправдоподобный сценарий, а обратиться к другому объяснению.

По мере того как вселенная развивается, все большая часть прошлого становится известной. Это растущее знание представляет меру порядка, которая соответствует низкой энтропии. И наоборот, будущее остается неизвестным, оно сравнительно беспорядочно и обладает более высокой энтропией. Различие между низкоэнтропийным прошлым и высокоэнтропийным будущим создает естественную стрелу времени.

Абстрактные размышления такого рода выглядели необычными для Фейнмана. Как правило, он предпочитал не влезать в чистые спекуляции, оставляя их тому же Уилеру. Возможно, прячась под псевдонимом, он чувствовал себя свободным и говорил все, что хотел.

Уилер же продолжал настаивать на своей космологической модели. Чтобы нанести на карту эволюцию вселенной, он «порезал» четырехмерный континуум пространства-времени на трехмерные ломти, точно огромную буханку хлеба. После этого он указал, что то, как каждый из них соединяется с соседними, и составляет натуральное определение времени.

Такая переработка общей теории относительности – из замороженной в динамичную теорию – стала известна как формализм Арновитта, Дизера, Мизнера, которые опубликовали его описание в 1962-м.

К четырехмерному пространству-времени общей теории относительности, разрезанному на трехмерные доли, Уилер хотел приложить квантовую теорию, сменив детерминированные переменные на вероятностные показатели. Он нацеливался на то, чтобы единая классическая эволюция стала ландшафтом возможностей. Он надеялся позаимствовать метод наименьшего действия, так блестяще примененный Фейнманом в электродинамике, и выделить классический путь из квантовой мешанины девиантных геометрических систем.