Голограмма появляется на свет
К концу 1950-х годов Бом уже достаточно настрадался от маккартизма и решил перебраться в Англию, в Бристольский университет, где стал вести научную работу. Там вместе с молодым исследователем Якиром Аароновым он обнаружил еще один пример нелокального взаимодействия. Бом и Ааронов установили, что при определенных обстоятельствах электрон может «почувствовать» присутствие магнитного поля в области, где вероятность нахождения электрона равна нулю. Это явление известно сегодня под именем эффекта Ааронова-Бома. Когда исследователи опубликовали свое открытие, многие физики не поверили, что такой эффект возможен. Даже сегодня находятся скептики, которые, несмотря на многочисленные подтверждающие эксперименты, время от времени публикуют статьи, отрицающие существование данного эффекта.
Как всегда, Бом стоически продолжал сопротивляться, смело заявляя толпе, что «король голый». В интервью несколько лет спустя он подчеркнул значение бескомпромиссности: «На большом отрезке времени оказывается гораздо более опасным придерживаться иллюзий, чем встретиться лицом к лицу с истинными фактами» [8].
Тем не менее сдержанная реакция на его идеи относительно полноты и нелокальности, а также неясность дальнейших исследований в этом направлении заставили его переключиться на другие темы. В 1960-х годах он занялся пристальным изучением порядка. В классической науке все объекты обычно разделялись на две категории: объекты, обладающие упорядоченностью своих частей, и объекты, части которых находятся в неупорядоченном, или случайном состоянии. Снежинки, компьютеры и живые существа – все это примеры упорядоченных объектов. Рассыпанные зерна кофе на полу, обломки после взрыва, числа, генерируемые рулеткой, – примеры неупорядоченных объектов.
По мере того как Бом все более углублялся в изучаемый предмет, он стал понимать, что существуют различные степени порядка. Некоторые вещи более упорядоченны, чем другие, причем иерархия порядка бесконечна во вселенной. Из этого Бом сделал вывод, что то, что нам кажется неупорядоченным, вовсе может и не являться таковым. Возможно, порядок этих вещей имеет «такую бесконечно большую величину», что они только кажутся беспорядочными (интересно, что математики не могут определить случайность, и хотя некоторые последовательности чисел классифицируются как случайные, это только допущение).
Будучи погруженным в эти мысли, Бом увидел как-то в телевизионной программе Би-Би-Си устройство, способствовавшее дальнейшему развитию его идей. Устройство представляло собой специально спроектированный сосуд, содержащий большой вращающийся цилиндр. Пространство сосуда было заполнено глицерином – плотной, прозрачной жидкостью – с неподвижно плавающей в нем каплей чернил. Бома заинтересовало следующее. Когда ручку цилиндра поворачивали, чернильная капля расползалась по глицерину и казалась растворенной. Но как только ручку начинали крутить в противоположном направлении, слабая чернильная траектория медленно исчезала и превращалась в исходную каплю.
Бом писал: «Этот опыт поразил меня тем, что в точности соответствовал моим представлениям о порядке, то есть когда чернильное пятно расползалось, оно все-таки имело «скрытый» (то есть непроявленный) порядок, который проявлялся, как только капля восстанавливалась. С другой стороны, на нашем обычном языке мы сказали бы, что чернила были в состоянии «беспорядка», растворившись в глицерине. Этот опыт привел меня к новому определению порядка» [9].
Это открытие сильно воодушевило Бома. Наконец он нашел метафору для понимания порядка, которая позволила не только свести воедино все его разрозненные мысли за многие годы, но и предоставила мощный аналитический аппарат в его распоряжение. Этой метафорой была голограмма.
Как только Бом начал внимательно изучать голограмму, он увидел, что она тоже представляла собой новый способ объяснения порядка. Как и чернильная капля в растворенном состоянии, интерференционные картины, записанные на кусочке голографической пленки, также казались хаотичными для невооруженного глаза. Однако оба явления обладают скрытым, или свернутым порядком, напоминающим порядок плазмы, состоящей из кажущегося случайным индивидуального поведения электронов. И это не было единственной блестящей догадкой, полученной с помощью голограммы.
Чем больше Бом думал об этом феномене, тем более он убеждался в том, что вселенная фактически использует голографический принцип в своей работе, да и сама представляет своего рода огромную, плавающую голограмму. Эта идея в конце концов позволила Бому выкристаллизовать различные догадки в целостную и поражающую своим радикализмом теорию. Свои первые статьи о голографическом характере вселенной Бом опубликовал в начале 1970-х годов, а в 1980 году издал законченный труд под названием «Полнота и импликативный порядок». Книга не просто соединяет воедино мириады идей, она дает столь радикально новую картину мироздания, что дух захватывает.
Скрытый порядок и раскрытая реальность
Одно из самых революционных предположений Бома заключается в том, что наша осязаемая повседневная реальность на самом деле – всего лишь иллюзия, наподобие голографического изображения. Под ней находится более глубокий порядок бытия – беспредельный и изначальный уровень реальности, – из которого рождаются все объекты и, в том числе, видимость нашего физического мира аналогично тому, как из кусочка голографической пленки рождается голограмма. Бом называет этот глубинный уровень реальности импликативным (то есть «скрытым») порядком, в то время как наш собственный уровень существования он определяет как экспликативный, или раскрытый порядок.
Бом использует эти термины потому, что видит проявление всех форм во вселенной как результат бесконечного процесса свертывания и развертывания между двумя порядками. Например, Бом считает, что электрон – это не отдельный объект, а полнота (totality), или множество, возникшее в результате свертывания пространства. Когда прибор определяет присутствие отдельного электрона, это происходит потому, что в данный момент проявляется только один аспект электронного множества, аналогично тому, как чернильная капля обнаруживается из глицеринового пятна. Если электрон кажется движущимся, это вызвано непрерывной серией таких свертываний и развертываний.
Другими словами, электроны и все другие частицы – не более материальны и постоянны, чем форма, принимаемая гейзером, когда он фонтанирует из земли. Они поддерживаются непрерывным притоком из импликативного порядка, и когда частица предстает перед нами как распадающаяся, на самом деле она никуда не девается. Она просто свертывается обратно в глубинный порядок, откуда произошла. Кусочек голографической пленки и ее изображение являются таким же примером существования импликативного и экспликативного порядка. Пленка содержит импликативный порядок, потому как изображение, закодированное в интерференционных паттернах, – это скрытая полнота, свернутая в пространстве. Голограмма, проецируемая пленкой, имеет экспликативный порядок, поскольку представляет развернутую и видимую версию изображения.
Постоянный и динамический обмен между двумя порядками объясняет, как частицы, такие как электрон в атоме позитрония, могут превращаться из одного типа в другой. Такие превращения можно рассматривать как свертывание, скажем, электрона обратно в импликативный порядок и развертывание фотона на его месте. Это также объясняет, каким образом квант может проявляться в виде либо частицы, либо волны. Согласно Бому, оба аспекта всегда присутствуют в свернутом виде во всем множестве кванта, но способ взаимодействия наблюдателя с этим множеством определяет, какой аспект проявится, а какой останется скрытым. По сути, роль, которую играет наблюдатель в определении формы кванта, оказывается не более загадочной, чем приемы ювелира, открывающего ту или иную грань драгоценного камня. Поскольку термин «голограмма» обычно относится к статичному изображению и не передает динамику и активный характер бесконечных свертываний и развертываний, непрерывно создающих нашу вселенную, Бом предпочитает определять вселенную не как голограмму, а как «голодинамику» (holomovement).
Существование более глубокого и голографически организованного порядка также объясняет, почему реальность становится нелокальной на внутриатомном уровне. Как мы уже видели, при голографической организации реальности локальность пропадает. Если мы говорим, что каждая часть голографической пленки содержит всю полноту информации, то это все равно что утверждать: информация распределена нелокально. Следовательно, если вселенная организована в соответствии с голографическим принципом, она также должна иметь нелокальные свойства.
Неделимая полнота вещей
Наиболее захватывающим является развитие Бомом идей о полноте, или целостности (wholeness). Поскольку все в космосе состоит из непрерывной голографической ткани, пропитанной импликативным порядком, бессмысленно, согласно Бому, говорить о вселенной, состоящей из «частей»; так же бессмысленно было бы говорить о независимо существующих формах гейзера, выходящих из одной скважины. Электрон более не является «элементарной частицей». Это просто имя, присвоенное некоторому аспекту голодинамики. Разделение реальности на части и затем присвоение имен этим частям всегда произвольно, всегда условно, поскольку элементарные частицы, как и все во вселенной, существуют не более независимо друг от друга, чем элементы орнамента на ковре.
Это очень глубокий вывод. В своей общей теории относительности Эйнштейн буквально ошеломил мир своим заявлением, что пространство и время – не раздельные, но плавно соединенные сущности, вытекающие как части целого, которое он назвал пространственно-временным континуумом. Бом делает еще один гигантский шаг вперед. Он говорит, что все во вселенной – часть континуума. Несмотря на кажущуюся разделенность вещей на экспликативном уровне, все представляет собой непрерывно распределенную реальность, в конце концов заканчивающуюся тем, что импликативные и экспликативные порядки сливаются друг с другом.
Давайте на минуту остановимся на этом. Посмотрите на свою руку. Теперь посмотрите на свет, падающий от стоящей позади вас лампы. И на собаку, сидящую у ваших ног. Вы не просто сделаны из одной и той же сущности: вы и есть одна и та же сущность. Одна сущность. Неделимая. Огромное нечто, протянувшее бесчисленное множество своих рук и придатков в кажущиеся объекты, атомы, беспокойные океаны и мерцающие звезды космоса.
Бом предупреждает: это не значит, что вселенная – гигантская неразличимая масса. Вещи могут быть частью неделимого целого и в то же время обладать уникальными качествами. Чтобы проиллюстрировать эту мысль, он обращает наше внимание на небольшие водовороты и вихри, часто образующиеся в реке. На первый взгляд такие водовороты кажутся независимыми и обладают индивидуальными характеристиками, такими как величина, скорость и направление вращения и т. д. Но при внимательном рассмотрении оказывается невозможным определить, где заканчивается данный водоворот и начинается река. Таким образом, Бом не считает, что говорить о различии между «вещами» бессмысленно. Он просто хочет, чтобы мы постоянно сознавали, что различные аспекты голодинамики, то есть так называемые «вещи», – всего лишь абстракция, способ, с помощью которого наше сознание выделяет данные аспекты. Вместо того чтобы называть различные аспекты голодинамики «вещами», он предпочитает использовать определение «относительно независимые подмножества» [10].
Итак, Бом считает, что наша всеобщая привычка разбивать мир на части и игнорировать динамическую взаимосвязь всех вещей порождает многие наши проблемы, не только в науке, но и в личной и общественной жизни. Например, мы верим, что можем извлекать ценные материалы из Земли, не влияя на оставшуюся ее часть. Мы верим, что мы можем решать различные проблемы общества, такие как преступность, бедность, пристрастие к наркотикам, игнорируя общество в целом, и т. д. В своих трудах Бом страстно призывает отказаться от существующего способа фрагментации мира, поскольку он не только не работает, но даже может оказаться фатальным.
Сознание как более тонкая форма материи
Кроме объяснения того, почему физики-ядерщики находят столько примеров взаимосвязи, погружаясь в глубины материи, бомовская голографическая вселенная объясняет много других загадок. Одна из таких загадок – влияние, которое сознание может оказать на внутриатомный мир. Как мы уже видели, Бом отвергает идею того, что частицы не существуют до тех пор, пока не попадают в поле зрения наблюдателя. Но он не возражает против того, чтобы свести вместе сознание и физику. Он просто чувствует, что большинство физиков идут по ложному пути, пытаясь разделить реальность на части и заявляя, что одна независимая сущность – сознание – взаимодействует с другой независимой сущностью – элементарной частицей.
Поскольку все вещи являются аспектами голодинамики, он полагает, что нет смысла говорить о взаимодействующих сознании и материи. В некотором смысле наблюдатель и есть само наблюдаемое. Наблюдатель также – измерительный прибор, экспериментальные результаты, лаборатория и ветерок, дующий за стенами лаборатории. Фактически, Бом считает, что сознание – это более тонкая форма материи, и основа для ее взаимодействия с другими формами материи лежит не на нашем уровне реальности, а в глубинном импликативном порядке. Сознание присутствует в разных степенях свертывания и развертывания во всей материи – вот почему плазма, например, обладает некоторыми признаками живого существа. Как говорит Бом: «Способность формы быть динамичной – это наиболее характерный признак сознания, и мы уже видим нечто сознательное в поведении электрона» [11].
Подобным образом он считает, что разделение вселенной на живые и неживые объекты не имеет смысла. Одушевленная и неодушевленная материя неразрывно связаны друг с другом, и жизнь находится в скрытом состоянии во всей вселенной. Даже камень в некотором смысле живой, говорит Бом, поскольку жизнь и интеллект присутствуют не только в материи, но и в «энергии», «пространстве», «времени», во «всей ткани вселенной» и во всем остальном, что мы абстрактно выделяем из голодинамики и ошибочно рассматриваем как независимо существующие объекты.
Идея о том, что сознание и жизнь (и, по существу, все во вселенной) суть свернутые во вселенной множества, имеет потрясающие следствия. Подобно тому как каждый кусочек голограммы содержит в себе изображение целого, каждая часть вселенной содержит в себе всю вселенную. Это значит, что, если бы мы знали, как пользоваться этим свойством, мы могли бы обнаружить галактику Андромеды на мизинце своей левой руки. Мы могли бы также увидеть встречу Клеопатры и Цезаря, поскольку в принципе все прошлое и будущее уже присутствуют в каждой частичке времени и пространства. Каждая клетка нашего тела уже содержит в себе весь свернутый космос. Этим же свойством обладает и каждый лист, каждая капля дождя и каждая пылинка, придавая новый смысл знаменитым строчкам Уильяма Блейка:
В одном мгновенье видеть вечность,
Огромный мир – в зерне песка,
В единой горсти – бесконечность
И небо – в чашечке цветка [13].
В каждом кубическом сантиметре пространства
скрыта энергия триллиона атомных бомб
Если наша вселенная – всего лишь бледная тень более глубокого порядка, что же лежит спрятанным в изначальной основе нашей реальности? Бом предположил следующее. Согласно нашему современному пониманию физики, каждый участок космоса пронизывается различными видами полей, состоящих из волн различной длины. Каждая волна обладает некоторой энергией. Когда физики подсчитали минимальное количество энергии, которое может нести волна, они обнаружили, что каждый кубический сантиметр вакуума содержит больше энергии, чем вся энергия всей материи во всей наблюдаемой вселенной!
Некоторые физики отказываются всерьез принимать эти расчеты и полагают, что где-то скрыта ошибка. Бом считает, что этот бесконечный океан энергии действительно существует и, по крайней мере, указывает на бесконечно протяженную, скрытую природу импликативного порядка. Он полагает, что большинство физиков игнорирует существование огромного океана энергии, потому что как рыба не видит воды, в которой плывет, так и физики сконцентрированы только на объектах, плавающих в океане энергии, то есть на материи.
Взгляды Бома на то, что пространство реально и в нем происходит множество процессов, как и в движущейся через него материи, получают свое развитие в его идеях об импликативном океане энергии. Материя не существует независимо от этого океана, от так называемого пустого пространства. Она является частью пространства. Для пояснения своих идей Бом привлекает следующую аналогию: если кристалл охладить до абсолютного нуля, поток электронов будет беспрепятственно проходить сквозь него, без рассеивания. Если повысить температуру, в кристалле возникнут дефекты, он потеряет свою прозрачность и электроны начнут рассеиваться. С точки зрения электрона такие дефекты будут проявляться как частички «материи», плавающие в море «пустоты», но на самом деле это не так. Пустота и частички материи не существуют независимо друг от друга. Они части одной и той же ткани пространства, более глубокого порядка кристалла.
Бом считает, что то же справедливо и для нашего уровня существования. Пространство не пустое. Оно заполнено в противоположность вакууму и является основой существования всего сущего, включая и меня с вами. Вселенная неотделима от этого космического океана энергии и выступает как рябь на его поверхности, сравнительно незначительный «паттерн возбуждения» среди невообразимо огромного океана. «Этот паттерн возбуждения относительно автономен и производит относительно устойчивые и повторяющиеся видимые проекции в нашем трехмерном экспликативном порядке», – утверждает Бом [12]. Другими словами, несмотря на свою видимую материальность и огромные размеры, вселенная не существует сама по себе, а всего лишь отпрыск того, что неизмеримо больше и загадочней ее. Более того, она даже не является производной этого неизмеримого нечто, она лишь мимолетная тень, дальний отголосок более грандиозной реальности.
Это бесконечное море энергии – не единственная сущность, спрятанная в импликативном порядке. Поскольку импликативный порядок является основой, произведшей на свет все сущее, она должна по крайней мере содержать каждую элементарную частицу, которая была или будет; каждую возможную конфигурацию материи, энергии, жизни и сознания, от квазаров до стихов Шекспира, от двойной спирали ДНК до сил, контролирующих размеры и формы галактик. И даже это не все. Как полагает Бом, нет основания считать, что на импликативном порядке все заканчивается. За ним могут следовать другие немыслимые порядки, бесконечные в своем развитии.
Экспериментальное подтверждение теории топографической вселенной
Целый ряд поразительных открытий новейшей физики свидетельствует: Бом может быть прав. Даже если не учитывать импликативный океан энергии, пространство оказывается заполненным светом и другими электромагнитными волнами, постоянно накладывающимися и взаимодействующими друг с другом. Как мы уже видели, все частицы в то же самое время волны. Это означает, что физические объекты и все, что мы воспринимаем, в действительности состоит из интерференционных паттернов, – факт, за которым, без сомнения, стоит голографический принцип.
Еще одно убедительное доказательство нам дают результаты последних экспериментов. В 1970-е годы уровень технологии позволил нескольким исследователям поставить эксперимент с двумя частицами, описанный ранее Беллом. Хотя результаты были обнадеживающие, окончательный вывод так и не был сделан. Затем в 1982 году физики Ален Аспект, Жан Далибар и Жерар Роже из Института оптики Парижского университета получили положительный результат. Сначала они произвели серию одинаковых фотонов путем нагрева атомов кальция лазерами. Затем они позволили каждому фотону бежать в противоположных направлениях через трубку длинной 6,5 метров и проходить через специальные фильтры, направляющие их к одному из двух возможных анализаторов. Каждый фильтр производил переключение между одним и другим анализатором за 10 миллиардных секунды, то есть на 30 миллиардных секунды меньше, чем было необходимо свету для прохождения 13 метров, отделяющих каждую группу фотонов. Таким путем Аспект и его коллеги смогли исключить любую возможность связи фотонов через известные физические процессы.
Аспект и его коллеги обнаружили, что, как и предсказывала квантовая теория, каждый фотон может коррелировать свой угол поляризации с углом своего двойника. Это указывало либо на нарушение эйнштейновского запрета на связь, превышающую скорость света, либо на нелокальную связь обоих фотонов. Поскольку большинство физиков не могли согласиться с привнесением в физику процессов, скорость которых превышает скорость света, эксперимент Аспекта стал рассматриваться как подтверждение нелокальной связи двух фотонов. Более того, как замечает физик Пол Дэвис из Ньюкаслского университета (Англия), поскольку все частицы постоянно взаимодействуют и разделяются, «нелокальные аспекты квантовых систем – общее свойство природы» [13].
Открытия Аспекта не доказывают, что бомовская модель вселенной справедлива, но предоставляют ей огромную поддержку. Действительно, как уже отмечалось, Бом не верит, что какая-нибудь теория может быть совершенно непогрешимой, включая и его собственную. Все теории – всего лишь приближения к истине, ограниченные карты, используемые нами для вычерчивания неизведанной территории без границ. Это не значит, что Бом не верит в экспериментальную проверку своей теории: попросту наука еще не подошла к разработке способов такой проверки. (В ответ на критику подобных высказываний Бом ссылается на то, что в физике существует целый ряд теорий – например, «теория сверхструны» [14], – которые нельзя проверить в ближайшие несколько десятилетий.)
Реакция сообщества физиков
Большинство физиков остаются скептиками в отношении идей Бома. Например, физик из Йейльского университета Ли Смолин не находит теорию Бома «достаточно убедительной и физически корректной» [14]. И все же сам размах мышления Бома вызывает невольное уважение. Мнение физика из Бостонского университета Абнера Шимони хорошо характеризует такое отношение к Бому: «Боюсь, что не понимаю его теорию. Конечно, это метафора, и вопрос состоит в том, как ее принимать. Он очень глубоко анализирует природу материи, и я думаю, что вопросы, которые он поднимает, имеют огромное значение для дальнейшего прогресса физической науки. Несомненно, он – настоящий мыслитель с невероятно смелым воображением» [15].
Несмотря на подобный скептицизм, есть физики, относящиеся с симпатией к идеям Бома, включая таких маститых ученых, как Роджер Пенроуз из Оксфорда, создатель современной теории черных дыр; Бернард Эспанья из Парижского университета, один из мировых авторитетов в области концептуальных основ квантовой теории; Брайан Джозефсон, нобелевский лауреат 1973 года по физике. Джозефсон считает, что бомовский импликативный порядок может однажды привести Бога или Душу в сферу науки – идея, которую поддерживает и сам Джозефсон [16].
Теория Прибрама-Бома
Если соединить теории Бома и Прибрама, мы получим радикально новый взгляд на мир: наш мозг математически конструирует объективную реальность путем обработки частот, пришедших из другого измерения – более глубокого порядка существования, находящегося за пределами пространства и времени. Мозг – это голограмма, свернутая в голографической вселенной.
Для Прибрама данный синтез означал, что объективный мир не существует – по крайней мере в том виде, к которому мы привыкли. За пределами привычного мира находится огромный океан волн и частот, в то время как реальность выглядит вполне конкретной только благодаря тому, что наш мозг преобразует голографические пятна в палки, камни и другие знакомые объекты, составляющие наш мир. Как мозгу (который сам состоит из частот материи) удается из таких нематериальных сущностей, как частотное пятно, синтезировать нечто, кажущееся твердым на ощупь? «Математический процесс, который Бекеши смоделировал с помощью своих вибраторов, является основополагающим для понимания того, как наш мозг конструирует образ внешнего мира», – утверждает Прибрам [17]. Другими словами, гладкая поверхность фарфоровой чашки и ощущение песка на берегу под ногами на самом деле всего лишь утонченная версия синдрома фантомных болей.
Согласно Прибраму, это не означает, что не существует фарфоровых чашек или песка на берегу. Это просто означает, что фарфоровая чашка имеет два совершенно различных аспекта своей реальности. Когда она пропускается через линзы вашего мозга, она проявляет себя как чашка. Но если снять эти линзы, мы ощутим ее как интерференционный паттерн. Какой из этих образов истинный, а какой ложный? «Истинны оба, – говорит Прибрам, – или, если хотите, оба ложны» [18].
Ситуация, конечно, не сводится к фарфоровым чашкам. Мы тоже обладаем двумя совершенно различными аспектами нашей реальности. Мы можем рассматривать себя как физические тела, движущиеся сквозь пространство. Или мы можем рассматривать себя как пятна интерференционных паттернов, свернутых в космической голограмме. Бом считает, что вторая точка зрения может быть даже более верной, поскольку рассматривать себя как голографический мозг, смотрящий на голографическую вселенную, – это снова абстракция, попытка разделить два объекта, которые в принципе не разделяются [19].
Не расстраивайтесь, если вам трудно это понять. Сравнительно легко понять идею холизма [15], если нечто находится вне нас, например яблоко, записанное на голограмме. Гораздо труднее приходится в том случае, если мы не смотрим на голограмму, а являемся ее частью.
Трудность восприятия идей Бома и Прибрама также свидетельствуют о радикализме их подхода. Утверждение Прибрама о том, что наш мозг сам конструирует объекты, бледнеет перед еще одним выводом Бома: мы сами конструируем пространство и время [20].
И исходят из уст таких же взволнованных энтузиастов, как и в прежние времена.