Наука Плоского мира. Книга 4. День Страшного Суда

история полёта космического корабля. Pan narrans считает, что космический корабль и есть самое интересное, поскольку не вписывается в существующий закон.

Видимо, наш разум эволюционировал в условиях, при которых исключениям придавался особый вес. Айзек Азимов, плодовитый писатель-фантаст и популяризатор науки, писал: «Самые волнующие слова, которые можно услышать от учёных, те самые, которые только и предвещают новые открытия, это вовсе не «Эврика!», а «Как забавно…» Законопослушные планеты и кометы банальны и не стоят нашего внимания. Точно так же мы находим скучной огромную массу покорных чужой воле людей, предпочитая им истории о злодеях и ведьмах. Поэтому среди персонажей Плоского мира мы сразу выделяем ведьму-матушку Ветровоск или исторического монаха, а по совместительству метельщика Лю-Цзе. Именно исключения придают для нас смысл законам.

Но являются ли законы, вроде того же закона всемирного тяготения, единственными, неповторимыми и универсальными истинами? Изобретёт ли какой-нибудь инопланетный разум такую же теорию всемирного тяготения или это исключительно человеческое свойство – видеть в падении яблока лунную орбиту и всю Солнечную систему? А вдруг существует принципиально иной способ описания Солнечной системы?

Аналогичным образом, когда Томсон возился с электронно-лучевыми трубками, он понятия не имел, что занимается разделением электронных пучков, излучаемых атомами. Если бы всё началось не с электрона, а с какой-нибудь другой частицы, развели бы мы тот же самый «зоопарк» элементарных частиц или нет? И если нет, описание «реальности» было бы таким же верным, как и существующее ныне?

Физики в большинстве своём так не считают. Они совершенно уверены, что все эти частицы существуют в действительности и в любом случае были бы найдены. В то же время, какие именно частицы считаются реальными, определяется теоретической моделью, которую вы используете в исследованиях. Десять лет назад набор частиц отличался от нынешнего, и кто может сказать, каким он будет через десять лет?

Рассмотрим этот вопрос более подробно на примере развития квантовой механики. Базовым законом здесь является уравнение Шрёдингера, описывающее состояние квантовой системы как распространяющейся волны. Однако, похоже, обнаружить эту волну экспериментальным путём нельзя. Наблюдения за квантовыми системами дают конкретные результаты, причём любое наблюдение оказывает влияние на эту гипотетическую волну. Так что вы никогда не можете быть уверены, что в следующий раз будете наблюдать то же самое. Видимо, эта неопределённость и привела к некоторым дополнительным интерпретациям теории: квантовая волна превратилась в волну вероятностей, говоря нам о том, насколько возможно каждое из состояний и какова вероятность того или иного исхода, но ничего не сообщая о текущем состоянии системы. Или что при измерении волновая функция «коллапсирует» до единственно возможного состояния, и так далее. К настоящему времени последняя интерпретация превратилась в непререкаемую догму, а попытки найти альтернативные объяснения отвергаются с порога. Существует даже соответствующее математическое обоснование, так называемая теорема Белла, которая якобы доказывает, что квантовая механика не может быть встроена в более развёрнутую детерминированную локальную модель, не допускающую мгновенного обмена информацией между источниками, разнесёнными на большие расстояния.

Несмотря на всё вышесказанное, квантовая неопределённость представляет проблему для нашего pan narrans. Откуда природе известно, что ей надо делать? Именно это кроется за знаменитым высказыванием Эйнштейна о боге, который играет или, вернее, не играет с нами в кости. Поколения физиков уже свыклись с этой проблемой, тогда как математики уверены, что всё это просто так и не стоит волноваться об интерпретациях. Однако для выведения математических следствий требуются дополнительные предположения. В результате вопрос «На что это похоже?» может быть следствием этих допущений, а не исходных математических выкладок.

Забавно, что и мы, и Эйнштейн использовали в качестве образа случайности игральную кость. Игральная кость имеет кубическую форму, и её отскоки подчиняются вполне определённым законам механики. По идее, как только кость покидает вашу ладонь, вы могли бы предсказать результат. Конечно, с построением модели придётся-таки повозиться, однако в некотором идеальном случае всё, казалось бы, должно получиться. И, тем не менее, это не так. Причина в том, что углы кости создают огромное количество мелких погрешностей. Это та же ипостась хаоса, что и эффект бабочки, отличающаяся только формально.

Математическая вероятность падения кости на ту или иную грань в качестве инвариантной меры вытекает из динамических уравнений: она равна 1 к 6 для каждой грани. В каком-то смысле инвариантная мера похожа на квантовую волновую функцию. Вы можете рассчитать её с помощью динамических уравнений и использовать при прогнозировании статистического поведения, но не можете наблюдать её непосредственно. Зато её можно вывести из многократно повторенных экспериментов. И даже более того: можно сказать, что наблюдаемое значение (конечное состояние кости) является коллапсом волновой функции. Стол и сила трения