Сто лет недосказанности: Квантовая механика для всех в 25 эссе

В центре кьюбизма лежит именно приобретаемый во взаимодействиях опыт агента. Волновая функция для кьюбиста – что-то вроде записной книжки агента, которая нужна, чтобы упорядочивать этот опыт для более успешного взаимодействия с миром: она помогает ему делать предсказания, управлять происходящим и разбираться в нем. Волновая функция – в голове, а потому, понятно, у каждого агента она своя собственная, субъективная. В таком случае, разумеется, волновые функции не реальны и не описывают реальные физические системы. Это вообще что-то личное – почти как содержимое вашего смартфона, имеющее отношение только к вам. Более формально, волновая функция очень близка к информации – а информация может быть очень разной у разных агентов.
Физический мир – даром, что ли, на квантовом уровне он не подлежит непосредственному наблюдению – отодвигается подальше от агента, за слой того, что агент зафиксировал как свой опыт. При этом агент знает, что все, с чем он взаимодействует и благодаря чему и приобретает опыт, – квантовое, и там правит случайность. Не может утверждать такое он только про себя самого, ведь он не наблюдает сам себя. Итак, весь мир квантовый за исключением самого агента. Для вас (в смелом, но не невозможном предположении, что вы кьюбист) весь мир, включая всех остальных людей, подчиняется квантовым правилам, а для любого другого «агента мирового кьюбизма» вы – объект в числе прочих квантовых объектов в квантовом мире.
В этом-то квантовом мире, исполненном случайности, каждый агент и желает ориентироваться как можно лучше. Здорово, что нашлось средство, обеспечивающее это «как можно лучше»: аппарат квантовой механики и, прежде всего, волновая функция. На ее основе предлагается делать предсказания, руководствуясь правилом Борна. Оно, как мы помним, сообщает, как извлечь из волновой функции вероятности различных исходов, наступающих, когда квантовая система подвергается какому-либо измерению. Мы думали, что это закон природы (пусть и с противоречивым предписанием по поводу того, что такое измерение), но в кьюбизме это невозможно: в законе природы не может быть задействована волновая функция, которая сама – всего лишь конструкция в голове у агента!
Правило Борна поэтому – не закон природы, а эмпирически мотивированный (т. е. достаточно успешный на практике) способ рассуждений, которому мудрый агент должен следовать ради своего же блага. Не надо искать законов природы, каким-то образом определяющих «объективные» вероятности тех или иных исходов; развитие мира во времени вообще не определяется каким-либо механизмом. Правило Борна становится нормативным: если агент действительно хочет успешно ориентироваться в мире, то вместе с волновой функцией ему следует пользоваться этим правилом для нахождения вероятностей. (Аспект «успешности» подчеркивается, в частности, в заглавии одной из программных кьюбических статей: «QBism: квантовая теория как настольная книга героя» {46}.)
Но если вероятности, на практике извлекаемые по правилу Борна, не могут относиться к природе, то что же они тогда выражают? А что вообще такое вероятность? Здесь открывается поле для обсуждений. Желая проверить то или иное утверждение о вероятности события X среди возможных событий A, B, …, X, Y, Z, мы производим серию испытаний, из которой узнаем частоту появления этого X – например, 0,00493 или 0,00509 от общего числа испытаний. Равна ли эта частота вероятности? Конечно нет, отвечают кьюбисты, потому что в любой конкретной серии испытаний мы можем случайно обнаружить больше или меньше – или даже аномально много или аномально мало – событий X; а попытка объявить «аномальные» серии маловероятными оборачивается хождением по логическому кругу {47}.
Что же представляют собой борновские вероятности для кьюбиста, если это не проявление законов природы, да и вообще не частоты выпадения событий? Вот что: степень личной убежденности агента. Другими словами – готовность агента держать пари, т. е. ставить свои деньги. Здесь момент истины для кьюбистов: такой взгляд на вероятность возвращает ее к истокам, к ее первоначальному значению! Основы теории вероятностей разработал Паскаль, а мотивировкой и заодно первым полем приложения его изысканий были азартные игры, где осознанная решимость поставить деньги играет не последнюю роль.
  
Кьюбисты признают, что представления об «объективности» квантовых вероятностей глубоко укоренились в нетренированных умах – по той удручающей причине, что выводы из предшествующих наблюдений начинают невольно восприниматься как законы природы. Поэтому для всякого обратившегося в кьюбизм тем более важно «субъективно-азартное» осознание вероятностей: это не предметы или вещи вроде камней или деревьев, о которые агент может удариться, а, по сути, ощущения, внутренние оценки.
Этот субъективный взгляд на вероятности распространяется даже на события, вероятность которых равна единице (т. е. 100 % в чуть другой номенклатуре); их, вообще-то, многие склонны считать «объективными». Но кьюбизм здесь только заостряет свой вызов в отношении реалистической школы мысли в физике, явно или неявно полемизируя с высказыванием из статьи Эйнштейна, Подольского и Розена (см. главу 6). Вопросу о том, что следует считать физической реальностью, там было уделено отдельное внимание. Три автора пишут:
 
Если, никаким образом не возмущая систему, мы можем с определенностью (т. е. с вероятностью, равной единице) предсказать значение какой-либо физической величины, то существует элемент физической реальности, отвечающий этой физической величине.
 
Логика здесь в том, что мы «ничего не делаем», т. е. совсем не влияем на какой-либо объект, но при этом нам известно значение некоторой величины, относящейся к этому объекту. Наше знание гарантированно (в 100 % случаев) подтверждается, а значит, эта величина представляет собой свойство самого объекта, не зависящее от «нас».
Ничего подобного! Стопроцентная вероятность согласно кьюбизму – это просто полная уверенность агента в наступлении какого-либо события или в истинности какого-либо утверждения. Она субъективна, она не сообщает ничего о том, что делается в мире. Стопроцентная вероятность не имеет отношения к реальности уже по той, например, причине, что какой-нибудь иначе информированный агент может, в принципе, присвоить тому же событию меньшую вероятность. Все вероятности – личное дело агента.
Нет сомнений, что кьюбизм огорчил бы Эйнштейна: тот систематически подчеркивал, что физика как наука описывает объективный физический мир, существующий независимо от нас. Кьюбизм же переносит науку ближе к человеческим мыслям и ощущениям. На первый план выходит не то, как физический мир устроен, а то, как мы его воспринимаем. По мнению кьюбистов, такой подход может оказаться плодотворнее, чем голый материализм, при разрешении загадки сознания и «извечной» психофизиологической проблемы соотношения тела и психики человека (впрочем, насколько я могу видеть, конкретно эта тема заметного развития не получила).
И в рамках кьюбизма ничего не стоит объяснить коллапс волновой функции – ее «таинственное» схлопывание в результате измерения. Получив новую информацию, агент просто-напросто учитывает ее в своих прогнозах и приводит волновую функцию в соответствие с новыми данными (вносит изменения в свою записную книжку – или смартфон, если угодно). Волновая функция не реальна, ее коллапс – это перемена в знаниях агента (в информации, которой он оперирует) и поэтому не требует никаких внешних физических процессов для своего осуществления.
Заодно мы понимаем, почему никто никогда не ощущает себя в запутанном состоянии типа того, в котором должна находиться хозяйка кошки, подвергаемой «эксперименту Шрёдингера». Агент не может сам себя поместить в запутанное состояние, потому что он, агент, – центр построения волновой функции, описывающей весь остальной мир. Ну а если кто-то другой, руководствуясь своим опытом и убеждениями, решит описывать вас в запутанном состоянии, то вам решительно нет дела до его представлений, предпочтений и предрассудков; пусть смотрит на вас и думает что хочет.