Жонглер на поезде [1F]

Джон Арчибальд Уилер, всегда отличавшийся богатым и образным воображением, в своих комментариях к теории Эверетта предложил такую метафору, поясняющую принцип расщепления миров в мультиверсе. При взаимодействии с другой подсистемой, т.е. в момент квантового измерения, перед наблюдателем как бы оказывается железнодорожная стрелка, так что его поезд может пойти в одном из нескольких направлений, каждое из которых соответствует альтернативным результатам измерения или различным эвереттовским мирам.

В зависимости от того, в каком направлении пойдет поезд, наблюдатель увидит тот или иной результат измерения. Понятно, что на каждой из таких стрелок поезд наблюдателя всегда может пойти лишь по одному из направлений, но все остальные направления-миры столь же реально существуют, а результаты того же самого измерения в других мирах могут быть иными…

Наглядная и запоминающаяся железнодорожная метафора, впрочем, тоже никак не сумела помочь своевременному признанию новой многомировой картины вселенной. Под конец своей на редкость большой жизни, охватившей почти столетие, Джон Уилер с сожалением признал, что приложил, видимо, недостаточно усилий для удержания разочаровавшегося Хью Эверетта в теоретической физике и для более энергичного продвижения его новаторского взгляда, так и не ставшего в науке общепринятым.

Примерно в тот же период подведения итогов Уилером была выпущена книга воспоминаний «Геоны, черные дыры и квантовая пена. Жизнь в физике» [1], где он вполне определенно сформулировал свое видение пути для «великого объединения» теории гравитации и квантовой физики – через теорию информации. В проекции на собственную научную карьеру Уилера, этот путь выглядел примерно так: «В первый из периодов моей жизни в физике я был захвачен идеей ‘все в мире – это частицы’; во второй период, с начала 1950-х, я придерживался взгляда на мир, как на состоящий из полей; теперь же я захвачен новой идеей ‘все – это информация’ – ибо чем больше я размышляю о тайнах природы и о нашей странной способности постигать тот мир, в котором мы живем, тем больше вижу фундаментальное, вероятно, значение логики и информации как основы физической теории».

*

Хотя рубеж XX-XXI веков без всяких натяжек можно назвать эпохой информационных технологий, идея Уилера о ключевой роли информации для разрешения проблем физики пока что находится от всеобщего признания даже еще дальше, чем теория Эверетта. Напомнить же о ней именно здесь следует по той причине, что «отец» теории информации Клод Элвуд Шеннон (1916-2001), фактически в одиночку открывший собственно предмет теории и заложивший весь ее математический фундамент, по неизвестным до сих пор причинам был потерян для большой науки в тот же самый переломный период с 1956 по 1958 годы.

Шеннона не постигла скоропостижная смерть, подобно Паули, Россби и Свердрупу, и он отнюдь не был обделен, подобно Эверетту, вниманием коллег и публики, в те годы находясь в зените своей славы и работая ведущим сотрудником Bell Labs – одного из флагманов научно-технических исследований в индустрии США. Но несмотря на это, в 1956 г. Шеннон решает уйти с переднего фронта науки и заняться преподавательской работой в Массачусетском технологическом институте, в 1957 войдя в постоянный штат МТИ, а в 1958 покинув Bell Labs окончательно.

Определенно можно говорить, что практически весь огромный вклад Шеннона в науку и технику XX века был сделан им до этого перехода: открытие двоичных цифр 0 и 1 – битов – как фундаментального элемента для передачи и хранения любых видов информации, от текстов и картинок до речи и видео; математически строгая формулировка теории информации, позволяющая гарантированно обеспечить качественную передачу сигнала при любых уровнях искажений в канале; научная теория криптографии, превратившая оккультное искусство тайнописи в респектабельный раздел математики. Кроме того, в 1950-е годы Шеннон был одним из первых, кто увидел в компьютерах не просто мощный арифмометр для быстрого сложения-перемножения чисел, а универсальную машину для обработки любой информации – создав базовые алгоритмы программ для игры в шахматы и самообучающиеся системы с зачатками искусственного интеллекта.

После Bell Labs Шеннон проработал в стенах МТИ еще два десятка лет, уйдя на пенсию в конце 1970-х, однако за все эти и последующие годы у него больше не появлялось публикаций, хотя бы отдаленно напоминающих по масштабу гениальные, без преувеличения, работы первого периода. Что же сохранилось в воспоминаниях друзей и знакомых о жизни и интересах этого невероятно одаренного человека во второй период, так это свидетельства о его многочисленных чудаческих забавах, которым Шеннон предавался с поразительным увлечением.

**

Например, и прежде давно известный интерес Шеннона к жонглированию с годами превратился в одно из постоянных и важнейших занятий его «второй» жизни. Регулярно оттачивая мастерство практикой, ученый со временем превратился в весьма опытного и умелого жонглера, а своему дару аналитика-математика нашел и здесь достойное применение – сформулировав и доказав «теорему жонглирования», где в единой формуле описаны базовые соотношения параметров для этого занятия при разных количествах предметов и рук.[2]

Обладая не только интуитивно-острым математическим даром, но и чрезвычайно умелыми руками мастера-инженера, Шеннон превратил свой огромный дом во что-то вроде мастерской и музея для самых разных гаджетов и игрушек, значительная часть которых была посвящена жонглированию. Одна из его запоминающихся «философских» скульптур, к примеру, изображала жонглера, который подбрасывает других, маленьких жонглеров, а те, в свою очередь, жонглеров еще меньшего размера.

Среди наиболее примечательных экспонатов этого дома выделялся, несомненно, и собственноручно сконструированный Шенноном робот, уверенно жонглировавший тремя шариками, которые при бросках вниз ритмично и звучно отскакивали от мембраны барабана. Другое удивлявшее посетителей механическое устройство работало как подбрасыватель монеты и было столь точно настроено Шенноном, что он мог заранее задавать количество оборотов монеты в воздухе, таким образом абсолютно детерминированно программируя исход как будто бы случайного эксперимента с выпадением орла или решки.

Интерес ученого к тонким взаимосвязям между случайными и детерминированными процессами в 1960-е годы дал и еще один занятный результат – миниатюрный, размером с пачку сигарет аналоговый компьютер, позволявший предсказывать наиболее вероятный сектор-осьмушку для шарика рулетки, запускаемого крупье в казино. Другой участник этого «строго засекреченного» проекта, известный математик Эдвард Торп, тридцать с лишним лет спустя рассказал на одной из научных конференций, что данное устройство действительно работало, и они с Шенноном даже специально ездили в Лас-Вегас для его практического использования в деле.[3]

***

Однако все эти исследования, пора напомнить, проходили в сугубо личной жизни великого ученого и изобретателя, совершенно никак не соприкасаясь с большой наукой. Почему так произошло, сегодня вряд ли кто скажет. Но если бы траектория жизни Шеннона сложилась чуть иначе, а его забавные эксперименты с жонглированием и детерминированными вероятностями были бы восприняты коллегами-учеными всерьез, то кто знает, быть может, и эти работы – наряду с теорией информации – удалось бы успешно применить для решения важнейших проблем в фундаментальной науке вообще и в квантовой физике в частности.

Подводя же общий итог, можно заключить, что фактически синхронное выпадение или выведение из большой науки целой плеяды блестящих ученых – Паули, Россби, Свердрупа, Шеннона и явно не реализовавшего себя в физике Эверетта – неким весьма существенным образом могло повлиять на общий ход развития науки. Или, используя метафору Уилера, эти события направили «поезд науки» по какому-то совсем иному пути, принципиально отличавшемуся от наиболее вероятного – при условии участия в движении упомянутых лиц.

По этой причине определенно имеет смысл повнимательнее разобраться с тем, что же именно человечество тут потеряло. Или, формулируя иначе, попытаться установить, каковы могут быть внутренние связи между всеми этими вещами: «раздвоением и уменьшением симметрии» у Паули с его предсмертным интересом к гидродинамике; физикой климата, атмосферы и океанских течений Земли у Россби-Свердрупа; теорией информации и жонглирования у Шеннона; и, наконец, концепцией мультиверса у Эверетта.

Но прежде, чем исследовать этот «параллельный мир», где все из перечисленных ученых вместе с их богатыми идеями не только остались в науке, но и сумели объединить их в единую согласованную картину, будет полезен критический взгляд на нынешнее состояние физики в том варианте вселенной, который мы реально наблюдаем. Ну и заодно уместно сопоставить эту картину с общим мировоззрением современного человека, сформированным в соответствии с устоявшимися представлениями о природе мироздания.

(Примечание. Заявленные «критические» части – 00:10 и 00:11  –  появятся на сайте впоследствии. Пока же сразу делается переход к сути исследования – часть 01:00 и далее.)

←Ранее

↑На уровень вверх↑

Далее→

[1] John Archibald Wheeler, «Geons, Black Holes & Quantum Foam: A Life in Physics». New York, W.W. Norton & Company, 1998, pp. 63-64.

[2] «Claude Elwood Shannon Collected Papers,» ed. by N.J.A. Sloane and A. D. Wyner, New York, IEEE Press, 1993, pp. 850-864

[3] Edward O. Thorp, «The Invention of the First Wearable Computer», 2nd. International Symposium on Wearable Computers, Pittsburgh, Pennsylvania, October 19-20, 1998.