Rozdział szósty

DAVID DEUTSCH

David Deutscłi jest pracownikiem naukowym Wydziału Astro ­fizyki w Oksfordzie i profesorem Uniwersytetu Teksaskiego w Aust in . O d dawna interesuje się pojęciowymi podstawami fizyki, a zwłaszcza mechaniki kwantowej. W tym wywiadzie In i HI i teorii wielu światów.

Czy mogę rozpocząć od prośby o krótkie przedstawie­ni,' teorii wielu światów?

Według tej t eor i i i s t n i e j e w i e l e równoległych wszech­światów, zawierających w s z y s t k i e g a l a k t y k i , g w i a z d y i p l a n e t y . Wszechświaty te istnieją równocześnie i , w p e w n y m sensie, w tej s a m e j p r z e s t r z e n i , ale n o r m a l ­nie n ie kontaktują się ze sobą. G d y b y t a k było zawsze , n ie by łoby sensu zakładać, że istnieją. M u s i m y je z a p o -Htulować, ponieważ n a p o z i o m i e m i k r o s k o p o w y m , zgod ­nie z teorią kwantową, oddziałują między sobą.

Nim się tym zajmiemy, proszę wyjaśnić, czy tn stwier­dzenie jest prawdziwe: istnieją inne wszechświaty, po­dobne do naszego, ale nie związane z nim w naszym a asie i przestrzeni?

T a k . Gdzie zatem są te wszechświaty? J a k powiedzia łem, w p e w n y m sens ie dzielą naszą

przestrzeń i czas. Z drug ie j s t r o n y j e d n a k , są „gdzie

103

i n d z i e j " , ponieważ t a s a m a t e o r i a , z które j w y n i k a i c h i s t n i e n i e , p o z w a l a stwierdzić , że m o ż e m y j e w y k r y ć t y l ­ko w pośredni sposób . N i e m o ż e m y s k o n t a k t o w a ć s ię z n i m i w żaden m a k r o s k o p o w y sposób .

Dlaczego zatem mielibyśmy uwierzyć w taką mon­strualną sugestię?

P r z e d e w s z y s t k i m d l a t e g o , że t e o r i a , k t ó r a p r z e w i d u j e ich i s t n i e n i e , j e s t najprostszą interpretacją m e c h a n i k i k w a n t o w e j , a t e o r i a k w a n t ó w odnios ła n i e z w y k l e wie le doświadczalnych sukcesów. P o d t y m wzg lędem żadna i n n a t e o r i a w h i s t o r i i f i z y k i n i e może j e j d o r ó w n a ć .

Powiada pan, że to najprostsza interpretacja teorii kwantowej, mnie jednak wydaje się bardzo skompliko­wana, a w każdym razie wymaga przyjęcia bardzo dziwnych koncepcji. W jakim sensie można mówić o jej prostocie?

T e o r i a t a j e s t z d e c y d o w a n i e n a j p r o s t s z a , ponieważ w y m a g a przyjęcia n a j m n i e j s z e j l i c z b y d o d a t k o w y c h z a ­łożeń, poza t y m i , j a k i e są k o n i e c z n e , a b y p o p r a w n i e przewidzieć w y n i k i doświadczeń. W s z y s t k i e teor ie fizyczne przewidują p e w n e r ze czy , k tóre m o ż n a b e z p o ­średnio sprawdzić doświadczalnie , o r a z t a k i e , k tórych sprawdzić n i e można. N a przykład , n a s z e t e o r i e b u d o w y g w i a z d pozwalają przewidzieć wie lkośc i m i e r z a l n e , t a ­k i e j a k j asność g w i a z d y i c z y wybuchną j a k o s u p e r n o w e . Prócz tego z t e o r i i w y n i k a również , j a k a j e s t t e m p e ­r a t u r a wnętrza g w i a z d y , a tego nie m o ż n a sprawdzić bezpośrednio . W i e r z y m y w t a k i e t e o r i e , w r a z z i c h n i e ­s p r a w d z a l n y m i p r z e w i d y w a n i a m i , p o n i e w a ż stanowią n a j p r o s t s z e wyjaśnienie o b s e r w a c j i w r a m a c h spó jne j t eor i i fizycznej.

Inne i n t e r p r e t a c j e m e c h a n i k i k w a n t o w e j r ó w n i e ż wy­magają przyjęcia racze j s p r z e c z n y c h z intuicją za ł ożeń o rzeczywistości . W niektórych i n t e r p r e t a c j a c h świa­domość — l u d z k a świadomość — w y w i e r a bezpośredn i wpływ n a fizyczną rzeczywistość , a z a t e m n i c nie i s t n i e ­j e , póki n i e j e s t z a o b s e r w o w a n e . M o i m z d a n i e m , t o jesz -

104

cze m n i e j a k c e p t o w a l n a i d e a niż h ipoteza światów rów­noległych.

A zatem teoria wielu światów jest oszczędna, gdy chodzi o założenia, natomiast kosztowna, gdy chodzi o wszechświaty.

T a k . W fizyce zawsze s t a r a m y się, a b y l i c z b a założeń była jak n a j m n i e j s z a .

Ile jest tych równoległych wszechświatów? I c h l i c z b a zależy o d szczegółów teor i i fizycznych, któ­

r y c h j eszcze n i e z n a m y dostatecznie dobrze . M o i m z d a ­n i e m , m o ż n a bezp ieczn ie stwierdzić, że j e s t i ch b a r d z o dużo, z a p e w n e nieskończenie wiele . Większość j e s t zupełnie i n n a n i ż n a s z wszechświat, a l e niektóre różnią się t y lko d r o b n y m i szczegółami, t a k i m i j a k położenie książki n a s to le .

Czy może pan coś powiedzieć, jak powstają takie wszechświaty? Czy istnieją zawsze, czy też ich liczba wzrasta lub maleje z upływem czasu?

W moje j u lub ione j w e r s j i istnieje nieskończenie w i e l e wszechświatów i i c h l i c z b a jest stała. P r z e d d o k o n a n i e m w y b o r u l u b podjęc iem pewnej decyz j i t a k - n i e w s z y s t k i e wszechświaty są t a k i e s a m e , n a t o m i a s t po jej podjęciu dzielą się na d w i e g r u p y , odpowiadające o b u możl iwym w y n i k o m . Zazwycza j te d w i e g r u p y następnie już nie o d ­działują, a l e j a k już powiedziałem, czasem się to z d a r z a .

Czasami określa się teorię wielu światów jako teorię rozgałęziających się wszechświatów. To znaczy, gdy wszechświat stoi wobec konieczności wyboru spośród wielu kwantowych możliwości, rozgałęzia się na tyle kopii, ile Jest możliwości. Jak rozumiem, pan broni nieco innej teorii?

T a k . G d y w 1957 r o k u H u g h E v e r e t t przedstawił s w o ­ją teorię, u ż y w a ł właśnie t a k i e g o języka, mówi ł o rozga ­łęziających s ię wszechświatach. Robił t a k dlatego, ż e z a m i a s t o w i e l u i d e n t y c z n y c h wszechświatach, wolał mówić o j e d n y m . Jeś l i w s z y s t k i e wszechświaty są i d e n ­tyczne i t a k i e pozostają, t o , jego zdan iem, n i e m a s e n s u mówić, ż e jest ich „wiele" — t o byłyby t y l k o o d m i e n n e

105

op isy t e g o s a m e g o wszechświata . Z a t e m g d y j a m ó w i ę , że wszechświaty rozdzielają się n a d w i e g r u p y , E v e r e t t p o w i a d a ł , że j e d e n wszechświat r o z d z i e l a się n a d w a . J a w o l ę mówić , ż e l i c zba wszechświatów j e s t s ta ła i t y l k o grupują sie o n e na najróżniejsze sposoby.

Czy jest zatem tak, że w miarę upływu czasu narasta­ją różnice między wszechświatami i możemy sobie wyob­rażać, że istnieją one równolegle i choć nie zmienia się ich liczba, to zmienia się ich zawartość?

T a k j e s t , i c h złożoność ciągle w z r a s t a . W t e n sposób w m e c h a n i c e k w a n t o w e j p r z e j a w i a się d r u g a z a s a d a t e r ­m o d y n a m i k i , która m ó w i , że e n t r o p i a z a w s z e w z r a s t a , c z y l i i s t n i e j e „strzałka c z a s u " .

Nie chciałbym wdawać się w dyskusję, ale jedna rzecz wydaje mi się dość zagadkowa. Mechanika kwantowa jest symetryczna względem odwrócenia czasu i nie ro­zumiem, dlaczego zmiany, o jakich mówimy, miałyby zachodzić w czasie w jakimś uprzywilejowanym kierun­ku. Czy nie istnieje równie wiele wszechświatów, których złożoność maleje?

T o oczywiśc ie p r a w d a , że t e o r i a E v e r e t t a p o z w a l a , a b y wszechświaty połączyły się ze sobą, c zy też — u ż y ­wając mojego j ęzyka — z n o w u stały s ię i d e n t y c z n e . A priori n i e m a powodów, żeby t a k a t e n d e n c j a n i e m o g ­ła dominować , z a m i a s t t e n d e n c j i do r óżn i cowan ia s i ę w miarę upływu c z a s u . Mogą również w y s t ę p o w a ć c h a o ­t y c z n e z m i a n y w o b u k i e r u n k a c h . I s t n i e n i e w y r ó ż n i o n e ­go k i e r u n k u upływu c z a s u w proces ie r ó ż n i c o w a n i a s i ę wszechświatów j e s t p r z e j a w e m tego s a m e g o p r o b l e m u , z j a k i m m a m y do c z y n i e n i a w e w s z y s t k i c h dz ia łach f i z y ­k i , m i a n o w i c i e z wyjaśnieniem, d laczego i s t n i e j e s t rza ł ­k a c z a s u .

Pańska teoria nie rozwiązuje tego problemu? N i e . U w a ż a m , że w t e o r i i k w a n t o w e j istnieją o b i e c u ­

jące k i e r u n k i badań, które , być m o ż e , d o p r o w a d z ą d o z n a l e z i e n i a rozwiązania, a le d o t y c h c z a s n a m się to n i e udało . Proszę j e d n a k pamiętać , że t e n s a m p r o b l e m p o ­j a w i a się w e w s z y s t k i c h d z i e d z i n a c h f i z y k i ; n i e rozwią-

106

żuje go a n i i n t e r p r e t a c j a E v e r e t t a , a n i j a k a k o l w i e k i n n a teor ia . Chc ia łbym dodać, że łączenie się wszechświatów w małej s k a l i rzeczywiście następuje i było obserwowa­ne , ponieważ ilekroć m a m y do c zyn ien ia z interferencją, j e s t to pośredni dowód łączenia się dwóch g r u p wszech ­światów w jedną.

To zdumiewające stwierdzenie. Czy mógłby pan po­dać przykład zjawiska, w którym — pana zdaniem — można zaobserwować, jak łączą się wszechświaty?

T a k , choćby w k l a s y c z n y m doświadczeniu Y o u n g a z d w i e m a s z c z e l i n a m i . W t y m eksperymenc ie k i e r u j e m y słabą wiązkę światła, składającą się z po jedynczych fotonów (obecnie można zastosować również inne czą­s tk i ) n a przesłonę z d w i e m a s z c z e l i n a m i . Jeśh" foton p r z e l a t u j e przez jedną szczelinę, to część przenoszonej przez n i ego in f o rmac j i j e s t t racona ; to następuje n i e z a ­leżnie o d w y b o r u s z c z e l i n y . Zgodnie z mechaniką k w a n ­tową, jeś l i f u n k c j a f a l o w a fotonu przedostaje się równocześnie przez obie szcze l iny , to n i e występuje u t r a t a i n f o r m a c j i . T o p r z y p o m i n a starą debatę: c zy światło składa się z f a l , czy cząstek? Doświadczenie, o którym mówię , d e m o n s t r u j e „falową naturę fotonów". Jeśli j e d n a k obok jedne j szcze l iny umieścimy detektor , p r z e k o n a m y się, że z a każdym razem re jestruje on cały foton — fo ton w s t u procentach przechodzi przez jedną szczelinę. S a m a obecność detektora uniemożliwia t a k i e działanie a p a r a t u r y , a b y możliwe było w y k r y c i e fa lowe­go r u c h u f o tonu . E v e r e t t interpretu je to powiadając, że obserwac ja r u c h u falowego mówi n a m , iż przed chwilą istniały d w i e g r u p y wszechświatów. W każdej g r u p i e foton przeleciał przez inną szczelinę. Następnie j e d n a k fotony pojawiły się w j e d n y m mie jscu , co oznacza, że dwie g r u p y wszechświatów się połączyły.

Chciałbym to dobrze zrozumieć. Cząstka stoi przed wyborem, przez którą szczelinę ma przelecieć. W inter­pretacji Everetta szczeliny reprezentują różne światy. Jeśli jednak pozwolimy, aby dwie możliwe drogi znów się połączyły, to tak jakby połączyły się dwa światy.

107

T a k . I g d y następnie o b s e r w u j e m y t e n f o t o n , j e g o własności uniemożliwiają okreś lenie , p r z e z którą szczelinę przeleciał.

A zatem te światy, o których mówimy, choć nie istnie­ją w naszym czasie i przestrzeni, mogą się kontaktować na poziomie atomowym. Czy można sobie wyobrazić, że kiedyś będziemy w stanie je badać? Czy możemy się cze­goś o nich dowiedzieć, choćby w skali atomów? Czy możemy zbadać własności atomów i zdobyć jakieś infor­macje o innych wszechświatach?

W ogran i czone j m i e r z e , o w s z e m . O b e c n o ś ć i n n y c h wszechświatów m o ż n a w y k r y ć t y l k o p o ś r e d n i o — t o p r z y p o m i n a w y z n a c z e n i e t e m p e r a t u r y w n ę t r z a g w i a z ­dy, wynoszącej 16 mi l ionów s t o p n i , n a p o d s t a w i e z n a j o ­mości t e m p e r a t u r y p o w i e r z c h n i , równej 5 t y s i ę c y s t o p n i . Inacze j mówiąc , m o ż n a j e w y k r y ć t y l k o z a p o ś r e d n i c ­t w e m nasze j t e o r i i .

Jeśli c h o d z i o b a d a n i e i n n y c h w s z e c h ś w i a t ó w , z obec­nej t e o r i i w y n i k a , że j e s t to n i emoż l iwe . N i e m o ż e m y wybrać się w podróż do i n n e g o w s z e c h ś w i a t a , p o d o b n i e j a k n i e m o ż e m y podróżować w przeszłość l u b p r z y s z ł o ś ć .

Ale mimo to mieszkańcy innych wszechświatów wy­glądają jak pan i ja?

T a k s a m o j a k mieszkańcy przeszłości i p rzysz ł o ś c i . D o n P a g e i W i l l i a m W o o t e r s z b a d a l i n i e d a w n o z w i ą z e k między „różnymi wszechświa tami " w p r z e s z ł o ś c i i p r z y ­szłości o r a z różnymi wszechświatami i s t n i e j ą c y m i r ó w ­no leg le do s ieb ie . O k a z u j e się , że m o ż n a j e o p i s a ć w t a k i s a m sposób m a t e m a t y c z n y , co d o w o d z i , ż e p r z e s z ł o ś ć i przyszłość to t y l k o szczególne p r z y p a d k i w s z e c h ś w i a ­tów E v e r e t t a .

Podróż w przeszłość spowodowałaby liczne paradoksy przyczynowe, czego można uniknąć w przypadku wypra­wy do równoległego wszechświata. Można sobie wyobra­zić, że po przedostaniu się do innego wszechświata, podróżnik napotka tam swego sobowtóra. Nie byłby to jednak idealny sobowtór, istniałyby pewne różnice. Po­dróżnik mógłby również wpłynąć na przyszłość w takim

108

wszechświecie po powrocie nie popadając w sprzeczności ze swoją przyszłością w naszym wszechświecie. Czy to pozwala uniknąć słynnych paradoksów z podróżą w cza­sie, które tak lubią autorzy powieści fantastyczno-nauko-wych?

Mogłoby, gdyby m e c h a n i k a k w a n t o w a była nieco i n n a . M e c h a n i k a k w a n t o w a w obecnej postaci n ie po­z w a l a n a t o , ponieważ podobnie jak przeszłość określa, co z d a r z y się obecnie, a teraźniejszość określa p r z y ­szłość, t a k s a m o wszechświaty równoległe są połączone, gdyż każdy s t a n o w i cześć wspólnego o b i e k t u f izycznego . F i z y c z n a rzeczywistość to zbiór w s z y s t k i c h współewo-luujących wszechświatów, n i c z y m m a s z y n a , w której w s z y s t k i e t r y b y są połączone i nie można poruszyć j e d ­n y m , n i e ruszając jednocześnie w s z y s t k i c h pozostałych. Wszechświaty równoległe są połączone równie ściśle j a k przeszłość z przyszłością.

Gdyby zatem ktoś nadepnął na żuka w innym wszechświecie, trzask rozległby się również w naszym, tak?

T a k . To wydaje się bardziej skomplikowane niż przypadki

podróży w czasie. T o p r a w d a . Można oczywiście spekulować, że p e w n e

m o d y f i k a c j e t eor i i kwantów pozwoliłyby n a podróże w czas ie l u b do i n n y c h wszechświatów, a le ponieważ m e c h a n i k a k w a n t o w a s t a n o w i j e d y n y powód, który skłania n a s do przyjęcia t e o r i i w i e l u wszechświatów, to wydaje się rzeczą absurdalną rozważać , j a k zmienić mechanikę kwantową t y l k o po to, a b y te wszechświaty zachowywały się nieco inacze j i jeszcze bardz i e j z a s k a ­kująco niż w istniejącej t eo r i i .

Wyjaśnił pan częściowo, dlaczego teoria wielu świa­tów wydaje się panu atrakcyjna. Na czym jednak, pana zdaniem, polegają niedostatki interpretacji kopenhas­kiej?

H m , j a k już wspomnia łem, i n t e r p r e t a c j a E v e r e t t a j e s t bardz ie j n a t u r a l n a w sens ie f o r m a l n y m . J e d n a k n a j l e p -

109

szy a r g u m e n t fizyczny z a j e j przy jęc iem z w i ą z a n y j e s t z kosmologią kwantową. W t a k i e j t e o r i i u s i ł u j e m y zastosować teorię kwantową do w s z e c h ś w i a t a j a k o c a ­łości, traktując go j a k o b i e k t d y n a m i c z n y , k t ó r y r o z p o ­czął się od w i e l k i e g o w y b u c h u , n a s t ę p n i e p o w s t a ł y w n i m g a l a k t y k i , i t a k d a l e j . N a s t ę p n i e t r z e b a u s t a l i ć , n a przykład zaglądając do podręczn ika , co o z n a c z a j ą symbo le m e c h a n i k i k w a n t o w e j i j a k na leży w y k o r z y s t a ć funkcję falową o r a z i n n e m a t e m a t y c z n e w i e l k o ś c i d o o p i s u wszechświata . W podręczniku m o ż n a p r z e c z y t a ć , co następuje : , A b y ustal ić z n a c z e n i e t y c h o b i e k t ó w m a t e m a t y c z n y c h rozważmy w p i e r w o b s e r w a t o r a z n a j ­dującego się n a zewnątrz u k ł a d u b a d a n e g o . . . " W t y m m i e j s c u m o ż e m y skończyć czytać . M o ż n a s p o k o j n i e p r z y ­jąć p o s t u l a t i s t n i e n i a zewnętrznego o b s e r w a t o r a , g d y m o w a o l a b o r a t o r i u m : ł a two w t e d y w y o b r a z i ć s o b i e o b s e r w a t o r a s iedzącego p r z e d a p a r a t e m p o m i a r o w y m . C o i n n e g o , g d y układ k w a n t o w y to ca ły w s z e c h ś w i a t . W t a k i m p r z y p a d k u n i e m o ż n a , pozos ta jąc w z g o d z i e z logiką, przyjąć, że i s t n i e j e o b s e r w a t o r z e w n ę t r z n y . Wobec tego s t a n d a r d o w a i n t e r p r e t a c j a z a w o d z i . I n t e r ­pre tac ja k o p e n h a s k a zupełnie z a w o d z i w k o s m o l o g i i k w a n t o w e j . N a w e t gdybyśmy w i e d z i e l i , j a k w s p o s ó b k w a n t o w y opisać cały wszechświat , co n a w i a s e m m ó ­wiąc j e s t dość t r u d n y m z a d a n i e m , po p r o s t u n i e p o t r a f i ­l ibyśmy z interpretować u ż y w a n y c h s y m b o l i . N a t o p o z w a l a wyłącznie t e o r i a E v e r e t t a .

Chc ia łbym dodać, że z moje j p r a k t y k i w y n i k a , iż fizy­cy , którzy zaczynają za jmować się k w a n t o w ą k o s m o l o ­gią, b a r d z o często zmieniają swoje p o g l ą d y n a interpretację m e c h a n i k i k w a n t o w e j . P r z e k o n u j ą s i ę os ta teczn ie , że n i e m a i n n e j moż l iwośc i n iż p r z y j ę c i e t e o ­r i i w i e l u światów.

Jeśli zajmujemy się kwantową kosmologią, nie może­my przyjąć konwencjonalnej interpretacji mechaniki kwantowej, natomiast teoria wielu światów nadaje się doskonale do takich rozważań. Dzięki niej możemy, przynajmniej teoretycznie, w spójny sposób omawiać

110

kwantową ewolucję całego wszechświata. Wobec tego otwiera się możliwość szukania wyjaśnienia istnienia wszechświata właśnie w mechanice kwantowej. To zna­czy, możemy uważać jego powstanie za pewne zjawisko kwantowe. Czy sądzi pan, że takie wyjaśnienie może oka­zać się słuszne?

Myślę , że t a k , a le muszę podkreślić , że w p r z e c i ­wieństwie do w s z y s t k i e g o , co do tychczas mówi łem, odpowiedź n a to p y t a n i e będzie mia ła b a r d z o s p e k u l a -t y w n y c h a r a k t e r . ( T e o r i a w i e l u światów jest , m o i m z d a n i e m , w o l n a od speku lac j i . ) U w a ż a m , że podobnie j a k m a m y szanse wyjaśnić drugą zasadę t e r m o d y n a m i k i odwołując się do rozgałęziającej się s t r u k t u r y z b i o r u wszechświatów E v e r e t t a , t a k s a m o m o ż e m y liczyć n a z r o z u m i e n i e p r o b l e m u i s t n i e n i a wszechświata j a k o c a ­łości. ,

W teorii wielu światów przetrwał pewien ślad pojęcia obiektywnej rzeczywistości, choć uległa ona zwielokrot­nieniu.

T a k , t o j e d n a z g łównych za let tej t e o r i i . Równocześnie nie trzeba wprowadzać żadnych su­

biektywnych elementów, takich jak świadomość i umysł. Czy teoria wiele światów ma w ogóle coś do powiedzenia na temat obserwatora?

N i e . Zaletą t eor i i E v e r e t t a j es t również f a k t , że n i e t r z e b a podawać szczegółowego m o d e l u o b s e r w a t o r a . T o z n a c z y , n i e t r z e b a p r e c y z y j n i e określać, c z y m różni się o b s e r w a t o r o d każdego i n n e g o układu fizycznego. I n t e r ­p r e t a c j a t a p o z w a l a n a t o m i a s t wyjaśnić , co r o z u m i e m y przez p o m i a r . P e w n e p r o b l e m y w t e o r i i p o m i a r u m o ż n a z n a c z n i e łatwiej rozwiązać w teor i i w i e l u światów niż posługując się interpretacją kopenhaską. T o są w s z y s t ­k o b a n a l n e z a g a d n i e n i a w porównaniu z p r o b l e m e m świadomości . Uważam z a zaletę t e o r i i w i e l u światów również f a k t , że n a t e n t e m a t nie m a o n a n i c do p o w i e ­d z e n i a . I n t e r p r e t a c j a E v e r e t t a działa , n a w e t jeśl i n i e w i e m y dokładnie , c z y m j e s t świadomość . I n n e r e p r e z e n ­tacje wymagają szczegółowej de f in i c j i świadomości .

111

Jednak dla wielu ludzi jedną z głównych zalet, mechaniki kwantowej jest właśnie fakt, że przywraca*, ona obserwatorowi najważniejsze miejsce. Mechanika*, kwantowa przypisuje umysłowi ważną rolę w strukturze wszechświata. Ludzie to lubią, ponieważ pociąga ichi mistycyzm. Pan wyklucza umysł ze wszechświata^ a w każdym razie w pana teorii nie odgrywa on istotnej roli.

T a k , to interesująca k o n t r o w e r s j a . W e d ł u g m n i e s y ­t u a c j a wygląda zupełnie i n a c z e j . M o i m z d a n i e m , t o k o n w e n c j o n a l n e i n t e r p r e t a c j e w y k l u c z a j ą u m y s ł z k r ó ­l e s t w a fizycznej rzeczywistośc i .

Dlaczego pan tak uważa? P o p i e r w s z e , d la tego że w t a k i c h i n t e r p r e t a c j a c h ^

umysł p o d l e g a i n n y m p r a w o m fizycznym n i ż c a ł a r e s z t a świata. Po d r u g i e , w e w s z y s t k i c h z n a n y c h m i k o n w e n ­c j o n a l n y c h i n t e r p r e t a c j a c h t a n o w a , m i s t y c z n a w ł a s n o ś ć u m y s ł u n i e j e s t p r e c y z y j n i e o k r e ś l o n a . J a k n a r a z i e t o t y l k o n a d z i e j e , a n i e p r a w d z i w a t e o r i a . B y ć m o ż e p e w n e -go d n i a o d k r y j e m y p r a w a rządzące u m y s ł e m i o k a ż e s i ę , że są one właśnie t a k i e , j a k i c h p o t r z e b a w k o n w e n c j o -n a l n e j i n t e r p r e t a c j i ! W t e o r i i E v e r e t t a n o r m a l n e p r a w a , fizyki mają p o p r a w n i e op i sywać r ównież u m y s ł i d o p ó k i n i e n a t r a f i m y n a jak ieś sprzecznośc i , j e s t r zeczą w p e ł n i rozsądną t a k da le j zak ładać . T o t y l k o w i n t e r p r e t a c j i E v e r e t t a o b s e r w a t o r j e s t w e w n ę t r z n y m e l e m e n t e m wszechświata podlegającego p o m i a r o m .

Wydaje mi się jednak, że jego obecność jest całkowicie akcydentalna, to znaczy nie odgrywa on żadnej rolż w określeniu fizycznej rzeczywistości.

O b s e r w a t o r rzeczywiście n i e o d g r y w a w y r ó ż n i o n e j r o l i w określaniu rzeczywistośc i , p o d o b n i e j a k i i n n o uk łady fizyczne.

A zatem teoria wielu światów nie może nam pomóc w zrozumieniu świadomości? Możemy po prostu powie­dzieć, że mózg jest bardziej złożonym układem niż poje­dynczy atom i z jakichś nieznanych powodów dziękż-mózgowi we wszechświecie pojawiła się świadomość.

112

no p r a w d a . Interpre tac je konkurujące z teorią w i e l u swatów wymaga ją znajomości św iadomośc i , ale n i e mają n a j e j t e m a t n i c do p o w i e d z e n i a . N i e r o z u m i e m , dlaczego m i a ł b y m to uznać z a i c h zaletę.

Przypuszczam, że jest to zaleta wyłącznie dla misty-kóu! Chciałbym jednak zapytać pana o następujące stuierdzenie. Można powiedzieć, że w kontaklach ze wsiechświatem, w każdym razie w fizyce, mamy do dyspozycji tylko obserwacje; możemy wykonywać do-śwadczenia, możemy prowadzić pomiary i próbować pomazać je z modelem. Mechanika kwantowa jest do-skmałym modelem łączącym wyniki obserwacji: może­my uważać ją za algorytm, sposób na powiązanie wsiystkich obserwacji, który doskonale się sprawdza. Po co lam zatem takie komplikacje jak teoria wielu świa-tóv? Czy nie możemy po prostu przyjąć mechaniki kmntowej bez żadnych dodatków?

Hożna interpretować teorię wyłącznie j a k o narzędzie do p r z e w i d y w a n i a wyników doświadczeń, a n i e p r a w ­dziwy opis o b i e k t y w n e j rzeczywistości , a l e t a k i pogląd ma poważną w a d ę — paraliżuje d a l s z y pos tęp . Rozważ-m j analogię z wcześniejszym o k r e s e m r o z w o j u f i z y k i . Inkwizycja z m u s z a ł a G a l i l e u s z a , a b y wyrzekł się t eor i i , iż Siemia k r ą ż y wokół Słońca i to powoduje p o z o r n y r u c h Słońca n a n i e b i e . N i e w y m a g a n o j e d n a k , a b y stwierdził , iż la t e o r i a j e s t fałszywa. I n k w i z y c j a g o t o w a była zado­wolę się s t w i e r d z e n i e m połowicznym. G a l i l e u s z miał tyko przyznać , że choć jego t e o r i a s t a n o w i d o b r y algo­rytm, pozwala jący przewidzieć położenie j a s n y c h p l a m nanieb ie , n i e p o w i n i e n posunąć się da le j i twierdzić, że te jasne p l a m y są spowodowane p r z e z o b i e k t y w n i e istniejące, emitu jące światło, m a t e r i a l n e c ia ła w prze ­strzeni.

Zastanawiam się, czy te dwie możliwości faktycznie czynś się różnią. Wydaje mi się, że w nowoczesnej fizyce emntualne różnice całkowicie znikają. Przykładowo, fiz<cy często mówią o wirtualnych fotonach — czy takie czcstki rzeczywiście istnieją? Nie sądzę, aby można było

113

sensownie postawić takie pytanie. Wydaje się, że jedyne co mamy, to pewne instrumenty pozwalające obliczyć wyniki różnych obserwacji. Rozważania, czy cząstki wir­tualne istnieją, czy nie, są całkowicie jałowe.

Zgoda . T u m ó w i p a n o i s t n i e n i u w nieco i n n y m sens ie . T o , że o p i s u j e m y w i r t u a l n y foton j a k o cząstkę l u b falę, c zy też j a k o coś , co i s t n i e j e w z w y c z a j n e j c z a s o p r z e s t r z e ­n i l u b n i e , n i e w y n i k a wyłącznie z trudności w przetłu­m a c z e n i u w i e d z y f i zyczne j n a j ę z y k codz i enny . Myślę j e d n a k , że m u s i m y powiedz ieć , iż w i r t u a l n y foton w j a ­k i e j ś p o s t a c i naprawdę i s tn ie j e . Jeśl i w o l n o m i wrócić do przykładu G a l i l e u s z a , chc ia łbym zwrócić uwagę , że gdyby i n n i fizycy b y l i gotowi przyjąć, iż j ego t e o r i a j e s t t y l k o a l g o r y t m e m do p r z e w i d y w a n i a położenia j a s n y c h p l a m n a n i e b i e , to zostałby spara l i żowany d a l s z y postęp i n i e powstałaby t e o r i a N e w t o n a . T e o r i a N e w t o n a i d z i e i s t o t n i e da le j niż t e o r i a G a l i l e u s z a i n i e można j e j po­r ó w n a ć ze starą teorią s fer n i e b i e s k i c h . G d y b y N e w t o n gotów był zaakceptować starą ontologię s fer n i e b i e s k i c h , n i g d y n i e odkryłby swe j t e o r i i , n a w e t j a k o „ i n ­s t r u m e n t u " b ą d ź „ a l g o r y t m u " .

M a m y z a t e m d w a powody , żeby uważać , iż t e o r i a kwantów op i su je rzeczywistość. P o p i e r w s z e , d la tego że tego w y m a g a m y od t e o r i i . P o d r u g i e — i n n a i n t e r p r e ­tac ja n i e u c h r o n n i e b l o k u j e postęp.

Nie jestem w pełni przekonany, ponieważ można uznać, że pole elektromagnetyczne jest tylko wymysłem, terminem, któremu nie odpowiada żaden rzeczywisty fe­nomen — a jednak to nie wstrzymało rozwoju elektro­magnetyzmu.

M u s z ę powtórzyć , że używa p a n pojęcia „ istnieje" w dwóch różnych z n a c z e n i a c h . G d y m ó w i m y o p o l u e l e k ­t r o m a g n e t y c z n y m , n a przykład o t r a n s m i s j i r a d i o w e j , z a z w y c z a j m ó w i m y o f a l a c h w t a k i sposób , j a k b y naprawdę istniały. N a przykład m ó w i m y , że fa le opuści ­ły n a d a j n i k i dotarły do o d b i o r n i k a . W rzeczywistości w c a l e n i e j e s t łatwo s formułować e lektrodynamikę w t a k i sposób, a b y obejść się bez pojęcia p o l a , a l e m o ż n a

114

to zrobić . W t e d y m ó w i m y wyłącznie o r u c h u elektronów w n a d a j n i k u i o d b i o r n i k u , n i e wspominając w ogóle, j a k i c z y n n i k p r z e n o s i oddziaływania między n i m i . T o j e d n a k byłoby b a r d z o złe s formułowanie t e o r i i . G d y b y w c z a ­s a c h M a x w e l l a fizycy z m u s i l i się do przyjęcia t a k i e j teo­r i i , n i g d y n i e p r z y p i s a l i b y gęstości e n e r g i i s a m e m u p o l u , a w t e d y n i e mogłaby również powstać k w a n t o w a teor ia p o l a .

Ale pole jest abstrakcyjnym konstruklem, niepraw­daż?

Z pewnością, a le zyskało miejsce w fizyce, g d y z t eor i i fizycznej w y n i k a , że o d p o w i a d a m u coś rzeczywis tego . J e s t sprawą drugorzędną, j a k i m i s łowami określ imy następnie t e n e l e m e n t rzeczywistości .

Z pewnością dowolny model rzeczywistości, na któ­rym możemy polegać, ostatecznie opiera się na obser­wacjach. To tylko obserwator nawiązuje kontakt z rze­czywistością, niezależnie od tego, jaką skomplikowaną maszynerię wymyślimy do opisu rozchodzących się zaburzeń i oddziaływań. Chcę powiedzieć, że ostatecznie zawsze musimy wrócić do obserwacji, i to wszystko, czym dysponujemy, nieprawdaż? Dlaczego mielibyśmy szukać czegoś więcej?

N i e z g a d z a m się z p a n e m . M o i m z d a n i e m , n ie m i e l i ­b y ś m y n a w e t obserwac j i , gdyby rzeczywiście to było w s z y s t k o , c z y m „ostatecznie" d y s p o n u j e m y . W rzeczy ­wistości o b s e r w u j e m y rzeczy poprzez deMkatną syntezę t e o r i i i doświadczenia. P o t r z e b n e są oba e l ementy . W końcu przecież nasze o r g a n y zmys łowe są w c i e l e n i e m p e w n y c h t e o r i i . N a s z e oczy to w c i e l e n i e p e w n y c h teor i i o p t y c z n y c h , t e o r i i k o l o r u i tró jwymiarowej p r z e s t r z e n i . M o ż e m y powiedzieć , że są to t y l k o teor ie , ponieważ n i e ­które z n i c h są fałszywe. Niektóre teor ie wc ie lone w l u d z k i m o k u są błędne. G d y w i d z i m y r ze czy , n i e pole­g a m y wyłącznie n a percepc jach zmys łowych , gdyż w t a k i m p r z y p a d k u n i g d y n i e odkryl ibyśmy, że istnieją d w a rodza je z i e l e n i — zieleń i m i e s z a n i n a dwóch k o l o ­rów, n i e b i e s k i e g o i żółtego.

115

Tak, ale o tym możemy się przekonać tylko dzięki roz­szerzeniu naszych możliwości za pomocą urządzeń tech­nicznych.

Niewątpliwie. P o z n a j e m y j e , ponieważ powiększamy naszą wiedzę o świecie dzięki połączeniu t e o r i i z obser ­w a c j a m i : n i g d y wyłącznie dzięki o b s e r w a c j o m , n i g d y wyłącznie dzięki t e o r i i .

Niezależnie od tego, jak interesująca wydaje się teoria wielu światów, czy należy ją uważać wyłącznie za pewien sposób mówienia o świecie, czy też można ją sprawdzić doświadczalnie? Powiedział pan, że nie może­my odwiedzić innych wszechświatów, ale czy możemy wykonać jakieś doświadczenie, które potwierdziłoby ich istnienie?

G d y E v e r e t t przedstawił swoją interpretację, uważał , że j e s t to wyłącznie i n t e r p r e t a c j a w śc is łym sens ie tego pojęcia. T o z n a c z y sądził , że fizyczne p r z e w i d y w a n i a wynikające z m e c h a n i k i k w a n t o w e j po przyjęciu jego i n t e r p r e t a c j i są t a k i e s a m e , j a k według każdej i n n e j . Wed ług m n i e j e s t inacze j . O s t a t n i o próbowałem znaleźć różnicę w p r z e w i d y w a n i a c h między teorią E v e r e t t a i i n n y m i , k o n w e n c j o n a l n y m i „ interpretac jami" m e c h a ­n i k i k w a n t o w e j . Mówię t u o „ interpretacjach" biorąc to s łowo w cudzysłów, bo w rzeczywistości są to różne for­m a l n e wers j e m e c h a n i k i k w a n t o w e j .

A zatem mówimy nie o dwóch różnych interpretacjach lej samej teorii, lecz dwóch różnych teoriach?

T a k . O d c z a s u , k i e d y zauważy łem, że n a p o z i o m i e m a t e m a t y c z n y m d w a f o r m a l i z m y w rzeczywistości n ieco się różnią, a wobec tego m o ż n a w z a s a d z i e p r z e ­prowadzić experimentum crucis, moją największą t r u d ­nością w obmyśleniu t a k i e g o t e s t u była n i e d o s t a t e c z n a p r e c y z j a k o n w e n c j o n a l n y c h i n t e r p r e t a c j i . B a r d z o t r u d n o powiedzieć , j a k i e właściwie wynikają z n i c h p r z e w i d y ­w a n i a ! W końcu udało m i się , j a k sądzę, znaleźć p u n k t wspólny k o n w e n c j o n a l n y c h i n t e r p r e t a c j i : w s z y s t k i e twierdzą, że r e d u k c j a f u n k c j i fa lowej następuje na jpóź ­n ie j w c h w i l i , gdy w y n i k p o m i a r u d o c i e r a do ś w i a d o m o ś -

116

ci o b s e r w a t o r a . W niektórych i n t e r p r e t a c j a c h n i e o d w r a ­c a l n y proces u t r a t y i n f o r m a c j i j e s t określany i n a c z e j , a le to n i e m a z n a c z e n i a . W i e m y również z doświadczenia, że dopóki i n f o r m a c j a j es t z a k o d o w a n a n a p o z i o m i e a t o ­m o w y m , można zademonstrować e fekty in te r f e rency jne , a z a t e m r e d u k c j a f u n k c j i fa lowej jeszcze n i e nastąpiła. Wobec tego następuje o n a gdzieś między p o z i o m e m a t o ­m o w y m i chwilą, g d y o b s e r w a t o r uświadamia sobie t e n f a k t . N i e w i e m y k i e d y , ponieważ k o n w e n c j o n a l n e i n t e r ­pretac je pozostawiają to p y t a n i e bez o d p o w i e d z i . W teo­r i i E v e r e t t a redukcję f u n k c j i fa lowej o p i s u j e m y j a k o nagłe zniknięcie w s z y s t k i c h wszechświatów z wyjąt­k i e m jednego .

Ale to oczywiście złudzenie? Wierzę , że to się n i e z d a r z a . S z u k a m y j e d n a k ekspe ­

r y m e n t u , który pozwol i łby n a m rozstrzygnąć, c zy t a k i proces z a c h o d z i , c zy n i e . W p i e r w m u s i m y znaleźć s y t u ­ację, w której zgodnie z konwencjonalną interpretacją w s z y s t k i e i n n e wszechświaty nag le znikają, n a t o m i a s t według t e o r i i E v e r e t t a istnieją dale j j a k o wszechświaty równoległe . Następnie m u s i m y znaleźć jak ieś obserwo -w a l n e k o n s e k w e n c j e oddz ia ływań m i ę d z y wszechświa ­t a m i równoległymi , które przejawiają się j a k o e f ekty in te r f e rency jne . W t e d y w y n i k zależy od tego, c z y po­p r a w n a j e s t t e o r i a w i e l u światów, c zy i n t e r p r e t a c j a k o n ­w e n c j o n a l n a . T o proste .

N i e s t e t y , doświadczenie to w y m a g a z b a d a n i a i n t e r f e ­r e n c j i między d w o m a s t a n a m i pamięci o b s e r w a t o r a . T o n i e z p o w o d u osobliwości t e o r i i E v e r e t t a m u s i m y badać pamięć o b s e r w a t o r a , a n i e jak iś i n n y układ k w a n t o w y . T o i n t e r p r e t a c j a k o n w e n c j o n a l n a wyróżnia o b s e r w a t o ­rów. Wed ług t a k i c h i n t e r p r e t a c j i o b s e r w a t o r z y pod l ega ­ją o d m i e n n y m p r a w o m fizycznym, n a t o m i a s t E v e r e t t t w i e r d z i , że o b s e r w a t o r z y podlegają t a k i m s a m y m p r a ­w o m j a k w s z y s t k i e układy. Wobec tego doświadczenie rozstrzygające m u s i dotyczyć k w a n t o w y c h procesów z a ­chodzących w mózgu .

Czy mówi pan o kwantowej pamięci?

117

W połowie doświadczenia przysłałby n a m n a piśmie wiadomość „Obserwuję j e d e n i t y l k o j e d e n z możl iwych wyników" .

/ komunikat zależałby od tego, w którym byłby wszechświecie?

N i e . W k a ż d y m p r z y p a d k u napisałby to s a m o , n i e ujawniając w y n i k u obserwac j i . O b s e r w a t o r napisałby d a l e j : „doświadczenie m o ż n a kontynuować . N i e p o w i e m , co widzę , a l e p o t w i e r d z a m , że obserwuję t y l k o jedną z d w ó c h możl iwości . " O b s e r w a t o r może następnie p r z e ­prowadzić doświadczenie z interferencją między d w o m a s t a n a m i umysłu należącymi do dwóch różnych światów. P o w i n i e n o trzymać w y n i k z g o d n y z hipotezą, że w bez­pośredniej przeszłości istniały o b a s t a n y mózgu . Jeśli i n t e r f e r e n c j a nastąpi, o z n a c z a to , że oba s t a n y musiały istnieć równolegle — zgodn ie z interpretacją E v e r e t t a . Jeśli n a t o m i a s t s łuszna j e s t i n t e r p r e t a c j a konwenc jo ­n a l n a , to w p e w n e j c h w i l i w t r a k c i e t y c h rozważań z n i ­kają w s z y s t k i e wszechświaty z wyjątkiem jednego . O b s e r w a t o r w p r a w d z i e również s t w i e r d z i , że „widzi t y l ­k o j e d e n s t a n " , a le nie u d a m u się wykryć efektów i n t e r ­f e r e n c y j n y c h . W t e n sposób mógłby wykazać , że t e o r i a w i e l u światów j e s t fałszywa.

Ponieważ dysponowałby pewną wiedzą o stanie ukła­du, więc spowodowałoby to modyfikację własności falo­wych układu i tym samym wpłynęło na jego ewolucję, co można byłoby stwierdzić w kolejnych pomiarach?

T a k . A l b o o b s e r w a t o r wp ływa n a s t a n uk ładu i w t e d y s łuszna j e s t i n t e r p r e t a c j a k o n w e n c j o n a l n a , a lbo n ie wpływa — a w t e d y s łuszna j e s t t e o r i a w i e l u światów.

To oznacza, że w interpretacji Eueretta obserwator może się zdecydować, ale ma dwa umysły.

T a k . Obserwator ma rozdwojenie jaźni! Gdy doświadczenie

zostanie skończone i sztuczny obserwator będzie musiał zapamiętać, co obserwował, choć przedtem tego nie zapi­sał, to co właściwie zapamięta? Oba wyniki?

120

N i e , żadnego . W s z y s t k i e i n n e czynności , które w y k o ­n u j e , powodują n i e u c h r o n n i e , że m u s i zapomnieć w y n i k i s w o i c h o b s e r w a c j i .

Ale wciąż pamięta, że obserwował tylko jeden wynik? T a k , to z a s a d n i c z a c e c h a mojego doświadczenia:

o b s e r w a t o r pamięta , że postrzegał t y l k o j e d e n w y n i k , choć n i e może zapamiętać j a k i .

Powiada pan, że obserwator może wydedukować, iż uległ rozszczepieniu, ponieważ otrzymany wynik wy­maga współistnienia obu możliwości?

Właśnie . Jeśli to prawda, że wszystkie wszechświaty istniejące

wokół są sprzężone z naszym na poziomie atomowym, to dlaczego nie odczuwamy ich obecności?

W z a s a d z i e mog l ibyśmy . N i e m a żadnego f u n d a m e n ­t a l n e g o p o w o d u , który to uniemożl iwia. J e d n a k nasze mózgi są n a t y l e duże , że działają w z a s a d z i e n a poz io ­m i e k l a s y c z n y m . G d y b y ś m y m i e l i dos ta teczn ie czułe zmysły , w t e d y — podobnie j a k s z t u c z n y obserwator w m o i m doświadczeniu — mogl ibyśmy wykryć l u b wyczuć ( c oko lw iek b y to miało znaczyć) obecność i n n y c h wszechświatów.

Chce pan powiedzieć, że gdybyśmy potrafili wyczuwać pełzanie atomów w mózgu, to odczuwalibyśmy również obecność innych wszechświatów?

T a k . J a k j u ż powiedz ia łem, E v e r e t t często porówny­w a ł s w o i c h krytyków do przec iwników G a l i l e u s z a , któ­r z y t w i e r d z i l i , że n i e czują, aby Z i e m i a się ruszała. Oczywiśc ie z t e o r i i G a l i l e u s z a w y n i k a , że r u c h Z i e m i m o ż n a wykryć t y l k o z a pomocą dos ta teczn ie czułego a p a r a t u . N a t o m i a s t wahadło F o u c a u l t a i dos ta teczn ie p r e c y z y j n e p o m i a r y a s t r o n o m i c z n e pozwalają zmierzyć — wyczuć — r u c h Z i e m i . Gdybyśmy m i e l i dos tateczn ie czułe zmys ły , wyczuwal ibyśmy również obecność i n n y c h wszechświatów.

A ponieważ nie mamy, to żeby wykonać proponowane przez pana doświadczenie, musielibyśmy wpierw zbudo­wać odpowiedni superkomputer. Tylko taka maszyna

121

mogłaby nam powiedzieć, czy interpretacja Eueretla jest poprawna.

N i e s t e t y , t a k j u ż jest . W y d a j e się, że s k o n s t r u o w a n i e t a k i e j m a s z y n y zdecydowan ie p r z e k r a c z a obecne możli­wości t e c h n i k i . Myś lę j e d n a k , że to k w e s t i a dziesięcio­l e c i , a n i e mi l ionów l a t .

To z pewnością niezwykle fascynujące, że możemy liczyć na sprawdzenie tej teorii w przewidywalnej przy­szłości. Dlaczego jednak Everett przeoczył tę możliwość?

N i g d y o t y m n i e myśla łem! Być może d latego , że p r z y ­jął jeszcze j edno d o d a t k o w e założenie, a m i a n o w i ­c ie , iż i n t e r p r e t a c j a m e c h a n i k i k w a n t o w e j p o w i n n a bezpośrednio wynikać z f o r m a l i z m u . T o z n a c z y , jego z d a n i e m p o w i n i e n być możl iwy t y l k o j e d e n sposób i n t e r ­p r e t o w a n i a równań i reguł m a t e m a t y c z n y c h m e c h a n i k i k w a n t o w e j . T o b a r d z o s i l n e założenie. G d y b y okazało się p r a w d z i w e , m e c h a n i k a k w a n t o w a byłaby pierwszą w h i s t o r i i teorią fizyczną mającą taką własność. E v e r e t t miał nadzieję , że t a k j e s t w istocie i d la tego s k o n c e n t r o ­wał uwagę n a podobieństwach między p r z e w i d y w a n i a ­m i swojej t eor i i i t e o r i i k o n k u r e n c y j n y c h . Chciał w ten sposób podkreślić , iż i n n e in terpre tac j e wymagają d o d a t k o w y c h m e t a f i z y c z n y c h parafernaliów, zbędnych w teor i i w i e l u światów. W istocie powiadał : „ W e z m ę wyłącznie f o r m a l i z m i niczego nie dodając o t r z y m a m swoją interpretację. N a t o m i a s t z w o l e n n i c y k o n w e n c j o ­n a l n e j i n t e r p r e t a c j i muszą dodać te w s z y s t k i e założenia o świadomości i t a k d a l e j . " Myślę , że E v e r e t t n ieco się mylił. Z e b y o trzymać jego interpretację, m u s i m y do for­m a l i z m u dodać p e w n e d o d a t k o w e e l e m e n t y s t r u k t u r y . N i e m a ich w ie l e , z pewnością z n a c z n i e m n i e j niż w i n ­t e rpre tac j i k o n w e n c j o n a l n e j .

Czy może pan krótko opisać tę dodatkową strukturę? T a k . T o pewne e l e m e n t y m a t e m a t y c z n e , które po­

zwalają ustalić związek między funkcją falową, c z y l i w e k t o r e m s t a n u , będącym o b i e k t e m m a t e m a t y c z n y m , a pojęciem w i e l u wszechświatów równoległych. Myślę , że ta d o d a t k o w a s t r u k t u r a j es t k o n i e c z n a , a le z g a d z a m

122

się z E v e r e t t e m , iż j e s t to na jpros t szy możl iwy dodatek do czysto i n s t r u m e n t a l n e j m e c h a n i k i k w a n t o w e j .

Nie jestem pewien, czy właściwie pana rozumiem. Czy dodatkowe założenie Eueretta jest konieczne, aby w jakiś sposób określić, jak poszczególne wszechświaty należące do ogromnego zbioru kosmicznych możliwości zajmują swoje miejsce w tym zbiorze?

T a k . Wyjaśnił już pan, dlaczego teoria wielu światów jest

lepsza od konwencjonalnej interpretacji kopenhaskiej. Jakie są jej zalety w porównaniu z innymi rywalkami?

T o zależy od szczegółów. P r z y p u s z c z a m , że m a p a n n a myśl i teor ie z m i e n n y c h u k r y t y c h ?

Tak, w nowoczesnej wersji z tak zwanym kwantowym potencjałem.

R o z u m i e m . M o i m z d a n i e m , j es t rzeczą b a r d z o n iebez ­pieczną obciążać f o r m a l i z m m e c h a n i k i k w a n t o w e j do­datkową strukturą, r z e k o m o opisującą rzeczywistość fizyczną, która j e s t dużo bardz i e j s k o m p l i k o w a n a niż o r y g i n a l n a t e o r i a . P r z y c z y m cała t a s t r u k t u r a j e s t w p r o w a d z o n a wyłącznie po to , a b y rozwiązać p r o b l e m y i n t e r p r e t a c y j n e , bez żadnych i n n y c h p r z y c z y n fizycz­n y c h . J a k o fizyk, powiedziałbym, że t e o r i a s formułowa­n a wyłącznie z t a k i e g o p o w o d u m a m i n i m a l n e s zanse p o w o d z e n i a .

Czyż jednak nie wprowadza pan wielu światów do­kładnie z tego samego powodu — aby rozwiązać prob­lem interpretacji?

P r o b l e m u i n t e r p r e t a c j i n ie można uniknąć. Z p r z y ­jemnośc ią zrezygnuję z t eor i i w i e l u światów, jeśli t y l k o ktoś z a p r o p o n u j e m i interpretację wymagającą przyję­c i a p r o s t s z y c h założeń. J e d n a k t e o r i a w i e l u światów j e s t w rzeczywistości t a k pros ta , g d y c h o d z i o założenia, że E v e r e t t , D e W i t t i i n n i błędnie przyjęli, iż n i e w y m a g a o n a żadnych d o d a t k o w y c h s t r u k t u r . T o naprawdę n a j ­p r o s t s z a z n a n a i n t e r p r e t a c j a f o r m a l i z m u . N a t o m i a s t teor ie z m i e n n y c h u k r y t y c h są b a r d z o s k o m p l i k o w a n e . J e s t t a k między i n n y m i dlatego, że nierówność B e l l a

123

i doświadczenia A s p e c t a wykazały , iż n a j p r o s t s z e teor ie z m i e n n y c h u k r y t y c h po p r o s t u n i e mogą odtworzyć p r z e ­widywań m e c h a n i k i k w a n t o w e j .

Zamiast tego potrzebna jest pewne nielokalna teoria zmiennych ukrytych, którą usiłują skonstruować Bohm i Hiley.

Mówiąc zwykłym j e ż y k i e m , n i e l o k a l n a t e o r i a z m i e n ­n y c h u k r y t y c h to t a k a , w której oddziaływania rozcho­dzą się między o b i e k t a m i w p r z e s t r z e n i i czas ie , n i e przechodząc przez dzielącą ją przestrzeń.

Co? Czy nie powinniśmy raczej powiedzieć, że rozcho­dzą się natychmiastowo? Czy to nie to samo?

O w s z e m . S t w i e r d z e n i e , że oddzia ływanie rozchodz i się n a t y c h m i a s t o w o , o z n a c z a w teor i i względnośc i , że n i e p r z e c h o d z i przez przestrzeń, a l b o w i e m w t a k i m p r z y p a d k u i c h opis byłby s p r z e c z n y z teorią względ­ności.

Bohm i Hiley temu nie przeczą. Powiadają, że podany przez nich opis zdarzeń jest wprawdzie sprzeczny z teo­rią względności, ale wyniki wszystkich możliwych pomiarów zgadzają się z tą teorią. To tylko proponowa­ny przez nich mechanizm fizyczny wydaje się sprzeczny z duchem teorii względności.

T a k a o b r o n a j es t możl iwa t y l k o w t e d y , g d y ktoś j e s t gotów cofnąć się do r o g u i przyjąć, że t r a k t u j e m e c h a n i ­kę kwantową czysto i n s t r u m e n t a l n i e , j a k o narzędzie od p r z e w i d y w a n i a wyników. A jeśl i t a k , to teor ie z m i e n ­n y c h u k r y t y c h tracą swoją g łówną zaletę, jaką j es t p r z y ­jęcie koncepc j i o b i e k t y w n e j rzeczywistości , podobnie j a k w t e o r i i E v e r e t t a .

Teoria wielu światów i te nielokalne interpretacje, do­puszczające sygnały rozchodzące się z prędkością więk­szą niż światło, mają jedną wspólną cechę. Teorie obu rodzajów usiłują zachować jakąś wersję obiektywej rze­czywistości. W obu przypadkach, zgodnie z twierdze­niem Bella i eksperymentami Aspecta, musimy dokonać wyboru. Albo odrzucamy przesyłanie sygnałów z szyb­kością ponadświetlną, albo obiektywną rzeczywistość.

124

Moim zdaniem, odrzucenie obiektywnej rzeczywistości nie jest niczym strasznym. Dlaczego mielibyśmy się upie­rać, że świat zewnętrzny jest niezależny od naszych obserwacji? Z pewnością nie jest żadną niespodzianką, że sami stanowimy część rzeczywistości, ponieważ sami sobie wydajemy się bardzo ważni. Skąd zatem bierze się to uporczywe dążenie do zachowania obiektywnej rzeczy­wistości, skoro zmusza do przyjęcia tak skomplikowa­nych rzeczy jak ponadświetlną komunikacja lub inne wszechświaty?

Z g a d z a m się, że doświadczenie A s p e c t a z m u s z a n a s do z m i a n y n a s z y c h poglądów n a fizyczną rzeczywistość. Bronię f i lozof i cznego pojęcia o b i e k t y w n e j rzeczywistoś­c i , niezależnie od tego, czy wyda je się ono z n a j o m e , c zy n i e , z tego samego p o w o d u , d l a którego n i e chcę przyjąć i n s t r u m e n t a l n e j i n t e r p r e t a c j i t e o r i i f i z y c z n y c h . P o p i e r w s z e , jeśl i m o ż e m y znaleźć teorię zgodną z p o s t u l a ­t e m o b i e k t y w n e j rzeczywistości , to z f i lozof i cznego p u n k t u w i d z e n i a j e s t o n a l e p s z a od t e o r i i n i ezgodne j z t y m p o s t u l a t e m . Wobec tego powinniśmy p r z y n a j ­m n i e j próbować znaleźć taką teorię. P o d r u g i e , u w a ż a m , że przyjęcie i n s t r u m e n t a l n e j i n t e r p r e t a c j i t e o r i i fizycz­nej uniemożl iwia postęp w n a u c e , a zwłaszcza fizyce, gdyż następna t e o r i a m u s i odejść od onto l og i i t e o r i i p o p r z e d n i e j . J e s t b a r d z o p r a w d o p o d o b n e , że o n t o l o g i a k o l e j n y c h t e o r i i j e s t coraz d z i w n i e j s z a , a z a t e m w s z e c h ­świat j es t j e szcze d z i w n i e j s z y , niż p r z e w i d u j e E v e r e t t . Jeśli o d r z u c i m y pojęcie rzeczywistości , p o z b a ­w i a m y się możliwości b u d o w a n i a pojęciowych m o d e l i wszechświata . Zmieniając obecne mode le o d k r y w a m y nowe teor ie .

M e chcę twierdzić, że powinniśmy odrzucić pojęcie rzeczywistości, lecz tylko pojęcie rzeczywistości niezależ­nej od nas. To tylko oznacza, że przyszłe modele musia­łyby uwzględnić obserwatora już na ełementarnym poziomie.

N i e m a m n i c p r z e c i w k o t a k i e j z a s a d z i e , a le n ie w i e ­rzę, by m e c h a n i k a k w a n t o w a zmuszała n a s do je j p r z y -

125

jęc ia. Może p o w i n i e n e m powtórzyć , że z w o l e n n i c y k o n ­w e n c j o n a l n y c h i n t e r p r e t a c j i m e c h a n i k i k w a n t o w e j , któ­r z y usiłują przypisać o b s e r w a t o r o w i szczególną rolę w kształtowaniu rzeczywistości , do tychczas n i e zdołali tego uczynić . Twierdzą po p r o s t u , że pewnego d n i a to się u d a .

Oczywiście. I nie mogą sobie poradzić z kwantową kosmologią bez obserwatora na zewnątrz wszechświata.

T a k . B y ć może pewnego d n i a k o m u ś u d a się odkryć ścisłe fizyczne p r a w a działania umys łu , o i l e n i e są to p r a w a m e c h a n i k i k w a n t o w e j . W t e d y można byłoby porównać nową teorię fizyczną (to już n i e byłaby t e o r i a k w a n t o w a ) z mechaniką kwantową.

Być może, ale to jeszcze nikomu się nie udało! N i e . Mówiąc o r z e k o m y c h p r z e w a g a c h i n t e r p r e t a c j i

k o n w e n c j o n a l n e j — że p r z y p i s u j e o n a o b s e r w a t o r o w i fundamentalną rolę , co z a p e w n e pociąga p a n a filozoficz­n i e (n ie j e s t e m tego p e w n y ) — z a p o m i n a p a n , że to do tychczas t y l k o n i e z r e a l i z o w a n y p l a n . T o t y l k o gołe t w i e r d z e n i e , o b i e t n i c a , o d pięćdziesięciu l a t n i e spełnio­n a . N a t o m i a s t i n t e r p r e t a c j a E v e r e t t a n i e p r o w a d z i do żadnych prob lemów i o b y w a się bez t y c h o b i e t n i c .

Rozdział s iódmy

JOHN TAYLOR

J o h n Taylor jest profesorem matematyki w King"s College na Uniwersytecie Londyńskim. Napisał wiele książek, zarówno naukowych, j a k i popularnych. Zajmuje się głównie grawitacją kwantową, ale interesuje go również fizyka mózgu. W tym wywiadzie bardzo trzeźwo ocenia wszystkie wybujałe speku­lacje na temat mechaniki kwantowej i broni interpretacji sta­tystycznej.

Na czym polega interpretacja statystyczna mechaniki kwantowej?

N a z w a te j i n t e r p r e t a c j i w pełni ją określa: gdy w y k o — . n u j e m y p o m i a r dowolne j z m i e n n e j charakteryzującej d a n y układ fizyczny, to według i n t e r p r e t a c j i s t a t y s t y c z ­nej w istoc ie w y k o n u j e m y p o m i a r n a z e s p o l e i d e n t y c z n i e p r z y g o t o w a n y c h układów. W o b e c tego o t r z y ­m u j e m y cały zbiór wyników, po j e d n y m d l a każdej z i d e n t y c z n y c h w e r s j i naszego doświadczenia należącej do zespołu. W o b e c tego o s ta te czny r e z u l t a t p o m i a r u p r z y j m u j e postać rozkładu prawdopodobieństwa możli­w y c h wyn ików p o m i a r o w y c h .

A zatem poszukujemy tylko rozkładu statystycznego, a nie interesujemy się pojedynczymi zdarzeniami?

T a k . Zdumiewające , że E i n s t e i n — jeśl i w o l n o m i go\ t u t a j zacytować — pod k o n i e c życia przyjął interpretację statystyczną. W o d p o w i e d z i n a krytykę stwierdzi ł , że \