48. Игра, которую долго скрывали

(Эдо, Япония, 1629 год)

Когда ты входишь, Муненори и Сохо играют в го. Они не обращают на тебя внимания.

Ты наблюдаешь за ними – и тебе все больше и больше не по себе: ты понимаешь, что они нарушают правила. Или, в крайнем случае, играют вовсе не в го. Когда напряжение в комнате на какой-то момент ослабевает, ты спрашиваешь: «В какую игру вы играете?»

«Ты сам должен это понять», – отвечает Сохо. Тебе даже кажется, что ты увидел улыбку на лице Муненори, а это всегда сулит опасность.

Игра продолжается, причем на каждый следующий ход требуется больше времени, чем на предыдущий. Ты напряженно стараешься вникнуть в правила, но как раз тогда, когда ты думаешь, что во всем разобрался, очередной ход показывает, что это не так.

Наконец Сохо признает поражение: «У меня нет больше ходов». Муненори отвешивает поклон.

Через какое-то время Сохо говорит: «Я был бы не против когда-нибудь узнать правила, по которым ты играл».

Ты потрясен: «Так вы не знаете правил?»

Муненори оборачивается к тебе: «Никто заранее не знает правил.

Так уж устроен мир».

«И все же вы выиграли».

Муненори заключает: «Значит, так и должно быть, если вспомнить о чудовище в пещере и его инфернальном голубе».

Ты киваешь. Вы втроем усаживаетесь и, продолжив с того места, где остановились вчера, обсуждаете дальнейший план.

Когда вы вышли из комнаты, они договорились, что вообще ни о чем не будут уславливаться заранее.

Джон Уилер, рассказывающий о вымышленной салонной игре

Спрашивая «Что в коробке?», мы привыкли считать, что ответ на этот вопрос существует не только прямо перед тем, как коробка будет открыта, но даже до того, как мы его задали. В коробке может лежать кусок угля или алмаз, но никакие наши благие пожелания не повлияют на то, что мы там увидим.

Однако, как мы уже хорошо знаем, при переходе к меньшим размерам предположение о том, что ответ существует заранее, явно неправомерно. Если кто-то поместит в коробку один нейтрон и преподнесет его вам, вопрос «Обнаружу ли я нейтрон, когда открою коробку?» вообще не имеет ответа до тех пор, пока вы и в самом деле ее не откроете. Этот вопрос может иметь определенный ответ («да») в тот момент, когда нейтрон помещают в коробку, но квантовое состояние ее внутренности постепенно превратится в состояние, содержащее две возможности: одна – в коробке есть нейтрон, и вторая – в коробке электрон, протон и нейтрино, на которые естественным путем распадается нейтрон. Когда вы открываете коробку и задаете свой вопрос, вы заставляете природу занять определенную позицию – и она это делает. Таким образом, вы воздействуете на систему, но это воздействие подконтрольно вам только частично: вы выбираете вопрос, но не можете контролировать ответ на него. Это значит, что вы выбираете набор состояний, в которых система может находиться, но само состояние выбирает система.

Может показаться, что такое «участие» в создании содержания коробки – примечательная особенность, относящаяся к квантовому миру, но как это соотнести с тем, что из квантовых объектов состоит вообще все? Да, это так. И, поскольку квантовая теория нам известна, мы знаем, что правильный способ описания макроскопических систем опять сводится к набору вопросов, которые следует адресовать этим системам. Мы выбираем вопросы, а природа предоставляет ответы. Нет явной, четкой демаркационной линии, отделяющей те вопросы, ответы на которые существуют до того, как мы их зададим (нам кажется, что это так в случае черного золота и алмазов), и те, на которые заранее ответов нет.

Значит ли это, что мир состоит из вопросов и ответов? И если так, какая его часть трактуется нами на основании вопросов, которые мы выбрали?

В своей знаменитой работе о загадках квантовой механики Джон Уилер подробно описывает некую салонную игру. Группа гостей договаривается о секретном слове, а затем в комнату входит не участвовавший в обсуждении человек, который должен разгадать секрет, задав вопросы нескольким гостям. Но в версии Уилера уговор был не выбирать слова. Вместо этого в ответ на очередной вопрос следует выбрать слово, согласующееся со всеми предыдущими ответами на предыдущие вопросы, так что ответ на заданный вопрос определяется этим выбранным словом. Совершенно ясно, что в этой игре свойства слова являются совместным творением задающего вопрос и отвечающего на него и что не существует никакого содержательного смысла слова (или слов), которое можно было описать в начале игры. Уилер полагал, что «зарождение» слов с участием большого числа гостей «улавливает» сокровенную истину, относящуюся к реальности, которую он сформулировал в двух афоризмах. Первый: «оно из бита» – существование есть информация, в частности, информация, которую мы получаем от квантовой системы в ответ на поставленные вопросы. Второй: «закон без закона» – нет ни одной изначально существующей системы физических законов; скорее следует говорить, что по мере того, как мы, наблюдая и осмысляя Вселенную, задаем ей вопросы и получаем на них ответы, законы проступают все отчетливее и отчетливее.

Насколько серьезно должны мы относиться к подобным идеям? Возникает соблазн игнорировать их, если, как и в игре, речь идет только о людях, задающих вопросы. Конечно, в каком-то смысле звезды, галактики и множество других объектов существовали и до того, как появились люди, способные задавать вопросы. Да и Вселенная не появилась внезапно ниоткуда, когда первый человек заинтересовался ею.

Однако вопросы могут задавать не только люди – на это способна любая физическая система. Она «задает вопросы», взаимодействуя с некоторой квантовой системой (то есть с любой другой системой) таким образом, что результатом этого взаимодействия является большое число разных декогерированных результатов. Значит, мы можем представить себе некую иерархическую структуру, в которой «объекты» задают вопросы о менее / более квантовых «объектах» и при этом создают информацию; выбирая, какие именно вопросы задать, они формируют мир. Конечно, собственно выбором это можно назвать только в случае систем, которые способны делать выбор, – таких как биологические системы, появившиеся на космической «сцене» достаточно поздно. Но во все времена относительно сложная система взаимодействовала с другой системой так, что на выходе было большое число возможных результатов; на системном уровне описания это и есть постановка вопросов и получение на них ответов. В этом смысле атомы могут задавать вопросы об электронах и протонах, молекулы – об атомах, пылинки – о молекулах, планеты – о пылинках, цепочки РНК – об определенных органических молекулах, о протоклетках, составляющих цепочки РНК, и так далее. В результате подобных процессов генерируется информация и формируется порядок.

И хотя, как мы видели у реки Лхаса, нарастание порядка делает возможным образование сложных структур, которые и привели к появлению нашего мира, порядок не определяет, что это за структуры. Глядя в ЗАЗЕРКАЛЬЕ, мы поняли, что некоторые из этих структур (таких как звезды) хорошо соотносятся с фундаментальными постоянными и хорошо регулируются основными законами физики. Другие сложные системы (такие как живые существа) вполне можно описать с помощью уже известной нам нескончаемой, состоящей из 10 ²⁰ вопросов, многоуровневой игры «задай вопрос – получи ответ» в космическом салоне. Более того: как мы видели, будучи униженными пленниками в Триполи и почетными гостями в Агре, здесь крайне важно добавить, что мы, обсуждающие это, являемся сознательными, сложными, обрабатывающими информацию наблюдателями. Это обстоятельство оказывает очень сильное постселективное воздействие на длинный список вопросов. Мы ответственны только за вопросы, находящиеся в конце очень-очень длинного списка дополнительных вопросов, подразумевающих утвердительный ответ, – например, «я разумное существо?» и «я мыслящее существо?» Если, задавая вопросы, мы создаем мир, и если цепочки вопросов должны кончаться подобным образом, то не является ли мир, который мы создали, очень, очень, очень специфическим?

Действительно ли мы настолько могущественны? Глядя на ЧИСТОЕ ЛАЗУРНОЕ НЕБО, мы вправе спросить: «Нет ли здесь чего-то, что появилось не в ходе истории, но, напротив, „вмонтировано“ в саму ткань Вселенной?» Разве не были нами открыты математические формулы и фундаментальные законы физики, существовавшие всегда и только и ждавшие появления достаточно мудрого и разумного живого существа, чтобы быть обнаруженными? Даже если для этого разумным существам пришлось научиться трактовать эти самые законы и записывать их с помощью слов и математических формул, и даже если эти математические построения были созданы в результате проявления нами интереса именно к ним (они были выбраны из всего множества всех возможных структур, которые генерирует множество всех возможных аксиом) – тем не менее, разве эти законы не существовали и прежде в каком-то виде, указывая вселенной направление эволюции? Как они сами могли возникнуть? Какие правила должны управлять этим процессом?

Существование некоего множества фиксированных, обнаруживаемых и неизменных законов представляется неизбежным. Хотя… как бы выглядел мир, если бы не было выходящих за пределы человеческого опыта математических правил, им управляющих?

Есть достаточно красивая и математически строгая теория, которую в шестидесятые годы ХХ века предложил Рэй Соломонофф, – так называемая общая теория индуктивного вывода. Коротко говоря, эта теория описывает абсолютно общий способ, позволяющий предсказать, каким будет следующий элемент A_N+1 в последовательности элементов A₁, A₂, … A_N, если эта последовательность генерируется каким-то неизвестным процессом. Теория индуктивного вывода утверждает, что необходимо рассмотреть все возможные алгоритмы, приводящие к последовательности A₁, A₂, … A_N, и собрать воедино все предсказанные ими значения элемента A_N+1. Затем эти предсказания преобразовываются в вероятности каждого из возможных значений A_N+1, исходя из того, какое количество алгоритмов предсказывает именно это значение, но, кроме того, этим вероятностям приписываются веса – в соответствии с простотой данного алгоритма.

Теперь на уровне математики у вас есть гарантия, что даже если вы не знаете и никогда не сможете выяснить, каким образом возникла последовательность A₁, A₂,…, тем не менее, при возрастании длины последовательности предсказываемые вероятности будут все точнее и точнее. Таким образом, теория индуктивного выхода решает очень трудную задачу общего характера: она позволяет «познавать» мир, используя для прогнозирования его закономерности. Это выглядит неким чудом: как можно предсказывать что-то с невероятной точностью, не зная реально существующих правил? Давайте, однако, рассмотрим черный ящик, выдающий в соответствии с неизвестным нам алгоритмом или 0, или 1 бит информации. Вы только можете, подсчитав полное число нулей N₀ и полное число единиц N₁, выпавших ранее, сделать вывод (предсказать), что: вероятность выпадения в следующий раз единицы равна доле единиц в предыдущих битах. Если N₀ + N₁ велико, у вас есть прогностический аппарат, который позволяет предсказать, каким будет следующий бит, но полученный вами ответ часто будет неправильным. Теория индуктивного выхода – развитие той же основной идеи, но она более универсальна и эффективна и может делать гораздо более детальные и точные предсказания.

Чтобы не возникло недоразумений: на самом деле ни физики, ни кто-либо еще так не действуют. Мы не отображаем все наши предыдущие наблюдения на последовательность битов, и уж совершенно очевидно, что нельзя перебрать «все возможные программы». Значит, что бы мы, люди, ни предпринимали, пытаясь вычленить математические законы, управляющие вселенной, на самом деле это не индукция Соломоноффа. Но наши попытки могут быть в чем-то схожи с ней или представлять собой ряд отработанных в процессе эволюции и очень разумных приближенных вариантов данной теории. В этом случае мы можем считать, что мир (вне зависимости от того, насколько он сложен) не полностью хаотичен и правила, разрабатываемые нами для его объяснения, достаточны просты. Это тем более верно, если позволить себе упрощения: закрыть глаза на многие возникающие осложнения (как делают физики, изучая фундаментальные законы). Однако не будет ли математика, которую мы строим, детально и красиво приспособлена к относительно простому «объяснению», придуманному нами для относительно простых систем, оставшихся после «отсечения» сложных вопросов?

Представить себе мир, в котором есть своего рода порядок, но, как считал Уилер, «нет законов» – точно так же, как «не было слова» у гостей на вечеринке, – достаточно сложно.

Возможно, мысль о том, что в основании ничего нет, вызывает тревогу.

Но, возможно, эта же мысль дарит ощущение свободы.