Аннотация: Согласно теории Эверетта, наша Вселенная постоянно разделяется на разные миры. Причиной, побудившей Эверетта прийти к этому выводу, была проблема корпускулярно-волнового дуализма...
Впервые научное обоснование действия квантовых компьютеров мне встретилось в книге "Структура реальности" Дэвида Дойча, где оно объяснялось с позиции "многомировой интерпретации" Эверетта. Сначала я попробую изложить саму теорию Эверетта - насколько я её понял. Я совершенно не уверен, что понял её правильно, но надеюсь избежать хотя бы крупномасштабных ляпов.
Согласно теории Эверетта, наша Вселенная постоянно разделяется на разные миры - в особенности когда элементарной частице необходимо свернуть налево или направо, а она никак не может определиться с выбором. Причиной, побудившей Эверетта прийти к этому выводу, была проблема корпускулярно-волнового дуализма.
Есть частица - и есть волна. Обе они представляют собой суть одно и то же. Но зафиксировать с помощью научно-технического инструментария можно лишь частицу.
Какой физический смысл тогда имеет понятие волны?
Волной именуют обычно ту область пространства, в пределах которой теоретически можно обнаружить реально существующую частицу.
При этом, строго говоря, обнаружить её можно где угодно, даже на Альфе Центавра. Хоть вероятность присутствия там частицы и близка к нулю, но всё же не равняется ему. По крайней мере, так говорят математические уравнения - в которых сломит голову любой, не являющийся квантовым физиком.
Поэтому принято говорить, что, хотя теоретически волна занимает всё пространство Вселенной, но практически она актуальна лишь в каких-то конечных пределах - например, в пределах стен лаборатории, где проводят опыт по установлению местонахождения частицы.
Получается, волна - абстрактное понятие?
Как бы не так.
Когда мы пускаем фотон по маршруту, где он вынужден выбрать одно отверстие в перегородке из нескольких - причём выбор его случаен и непредсказуем средствами науки - то мы говорим: "волна прошла через все отверстия одновременно". Думая, что реальный фотон прошёл лишь через одно из них. Как частица - каковою вроде и является.
Но что мы имеем на практике? А имеем мы на практике следующее: когда учёный пытается повлиять на волну - например, открывая или закрывая отверстие, через которое частица прежде ни разу не пролетала, но математически могла бы пролететь, - то маршрут частицы меняется.
Представьте себе, что Вы каждый день выходите на улицу покупать чеснок в одном из десяти магазинов, находящихся в разных концах вашего города. При этом вероятность Вашего попадания в самый дальний магазин довольно низка, и обычно Вы покупаете чеснок в одном из девяти более близких магазинов. И вдруг - без Вашего ведома - десятый магазин закрыли. Вы об этом не знаете и не можете знать. Но после этого Ваш маршрут неведомым образом изменился, так, как если бы влияние на гипотетическую траекторию Вашего движения по городу каким-то образом повлияло и на реальную траекторию Вашей прогулки.
Как бы это объяснить?
Возможно, Вы узнали о закрытии десятого магазина неким сторонним путём?
Но фотон - не Вы, и никому из физиков неизвестны взаимодействия, способные передать фотону информацию о том, что один из прежде доступных маршрутов теперь для него перекрыт.
Может быть, волна - это не простой оборот речи? И у частицы есть своеобразная аура, воздействуя на которую, можно действовать на частицу? Собственно, в чём-то подобном и заключалась теория корпускулярно-волнового дуализма. Беда, однако же, в том, что с логической точки зрения неясна была суть этой ауры - или волны.
Почему регистрируем мы лишь частицу? Ведь действие равно противодействию, и если бы открытые или закрытые отверстия неким таинственным образом влияли на фотон - то фотон в свою очередь влиял бы на них, и это влияние можно было бы легко обнаружить.
Физик Эверетт выдвинул следующее предположение.
То, что мы видим, - лишь вершина айсберга.
Фотон - не частица, а волна. Но волна эта целиком состоит из частиц, хотя выражение "состоит" не совсем точно - с тем же успехом можно сказать, что многогранник состоит из граней.
И частица, которую мы наблюдаем при эксперименте, - лишь одна из граней воображаемого многранника.
Почему мы наблюдаем только её?
Потому что мы тоже состоим из элементарных частиц, которые также являются своеобразными "многогранниками". И они так устроены, что при встрече нескольких многогранников взаимодействие идёт лишь между соответствующими друг другу гранями. Так же, как в радиоэфире можно наложить одну передачу на другую лишь при использовании той же самой частоты.
Когда фотону нужно выбрать, как мы считаем, наугад, одно отверстие из трёх - он пролетает через все три отверстия одновременно.
Но мы замечаем пролёт фотона только через одно отверстие.
Почему?
Потому что наша лаборатория тоже многогранна, как и вся Вселенная, и в момент эксперимента появилась разница между Гранями Мира. Можно считать, что с этого момента существует три разных вселенных, и в каждой из них мы зарегистрировали пролёт фотона через одно отверстие. В одной вселенной - через левое отверстие. В другой - через правое. В третьей - через среднее.
Строго говоря, некорректно утверждать, что Вселенная "ветвится".
Она всегда многогранна, а эксперименты вроде вышеописанного просто увеличивают разницу между гранями.
В книгах, посвящённых теории Эверетта, часто упоминается спор автора "многомировой интерпретации" с её противниками. В этом споре никто не сумел опровергнуть многомировую интерпретацию. Причём не просто "не смогли найти доказательств против" - доказательства против существования Ктулху тоже найти нелегко - но никто не сумел предложить более убедительной альтернативной версии, которая объясняла бы все странности корпускулярно-волнового дуализма.
Поскольку я не физик, для меня это о многом говорит.
* * * *
Принцип действия квантового компьютера основан именно на многогранности нашего мира.
Строго говоря, взаимодействие между разными мирами почти отсутствует. Но "почти" - не означает "совсем".
Каждый фотон и вообще каждая частица взаимодействует со своими двойниками. Что вполне естественно, если вспомнить аналогию с многогранником.
Квантовый компьютер обладает гигантской вычислительной мощностью по той причине, что использует свои собственные ресурсы в многократно увеличенном объёме. Допустим, мы дали ему задание умножить 1894734 на 29473 в 19377-ой степени. После того, как мы дали компьютеру это задание, Вселенная "расщепилась" ещё на несколько миллионов миров. Хотя на самом деле она не расщеплялась на них, она изначально состояла из множества миров, просто компьютер создал такие условия, что различие между мирами стало актуальным.
И в каждом из этих миров существует наш квантовый компьютер.
И в каждом из этих миров он выполняет свою часть вычисления.
Всего лишь часть.
Потом результаты вычислений будут сведены воедино и будут выведены на экран каждого из компьютеров в каждом из миров. После чего миры снова станут почти одинаковыми.
* * * *
На закуску - самое забавное.
Многие серьёзные учёные, занимавшиеся проблемами искусственного интеллекта, считают, что человеческий мозг является квантовым компьютером. Из этого вытекает его колоссальная вычислительная мощь и объём памяти.
Квантовый компьютер - устройство, характерное способностью взаимодействовать со своими двойниками на других гранях мира.
Некоторые из менее серьёзных учёных - склоняющихся к эзотерике - именно таким образом объясняют дежа вю, вещие сны и ряд психических заболеваний.
* * * *
Возможно, животные мыслят многограннее нас.
Есть предположение, что так называемый событийный поток - не что иное как последовательность граней. На одной грани нарисован 2006-ой год, на другой - 2007-ой. Эта последовательность нелинейна, разумеется. Время имеет множество развилок и петель.
Не этим ли может объясняться необычная животная интуиция?
Можно предположить, что разум по природе своей - явление одногранное. Чем больше в существе разума, тем меньше в нём многогранного восприятия действительности. Поскольку существо с многогранным восприятием действительности просто не нуждается в разуме.
Возьмём ту же кошку, живущую девятью жизнями в девяти разных мирах. Убить одну из них - всё равно что отмахнуть хвост. Такая кошка будет не особенно дорожить своими шкурками.
Теперь возьмём другую кошку. Которая тоже живёт девятью жизнями в девяти разных мирах, но которая не знает об этом - поскольку воспринимает действительность одногранно. Поскольку каждое из её отражений мнит себя реальным в единственном числе.
Какая из этих двух кошек будет больше трястись за каждую из девяти жизней в отдельности?
Какая из этих двух кошек передаст больше генов потомству?
Итак, ясно, что в естественном отборе побеждают существа с одногранным видением реальности, и это может служить объяснением, почему мы - несмотря на квантовые свойства нашего мозга - в основном воспринимаем лишь одну грань Вселенной. Мы ведь находимся на вершине пирамиды естественного отбора.