Вольная фантазия на тему теории всего
Исходная мысль
На самом глубоком уровне никакого пространства-времени нет. Есть только волновая функция. Пространство и время — не сцена, на которой всё происходит, а частный случай её решения. Каждое «схлопывание» волновой функции — не измерение прибором, а выбор текущего потока причин и следствий. В самой волновой функции таких потоков бесконечно много. А наш поток — просто тот, в котором оказались мы, наблюдатели. И всё.
Половина этого уже есть в физике
Мысль собрана из трёх кусков, и каждый из них физики уже обсуждают — просто порознь, не складывая вместе.
Времени нет — это уравнение Уилера–ДеВитта. Волновая функция всей Вселенной, в которой времени нет вообще. Время появляется только как корреляция между частями: одна часть системы становится «часами», другая — «тем, что меняется». Механизм Пейджа–Вуттерса, 1983 год.
Пространство — это запутанность. Марк Ван Раамсдонк в 2010 году показал: если разорвать квантовую запутанность между двумя областями, пространство между ними буквально рвётся. Пространство — узор связей, а не контейнер.
Порядок событий — это и есть геометрия. Программа причинных множеств Рафаэля Соркина. Есть строгая теорема (Маламент, Хокинг): если задать только частичный порядок событий — что чему причина — плюс их количество, из этого восстанавливается вся геометрия Эйнштейна. Целиком, до последнего коэффициента.
То есть «пространство = связи, время = порядок» — не ересь, а рабочая гипотеза нескольких групп. Добавка здесь одна: порядок событий берётся не из геометрии, а из самого «схлопывания». На этом и стоит всё остальное.
Простыми словами
Представьте, что в самом низу мира нет ни пространства, ни времени. Есть только одна огромная штука — назовём её «всё-состояние». В ней записано всё, что может быть, сразу. Как непрочитанная книга, где все страницы лежат стопкой, а не одна за другой.
Внутри неё некоторые кусочки связаны друг с другом, а некоторые нет. Вот и всё, что там есть: связи.
Теперь главное — развилки. Иногда «всё-состояние» разделяется: могло пойти так, а могло иначе, и два варианта перестают перемешиваться. Это и есть событие. Не «что-то случилось во времени», а просто развилка: тут дорога раздвоилась.
Причина и следствие — это тоже про развилки. Развилка Б идёт после развилки А, если от того, куда вы свернули на А, зависит, как выглядит Б. А если Б выглядит одинаково при любом повороте на А — они друг другу никто. Они «рядом», а не «после». Из этих «после» и «рядом» вырастает всё остальное.
Время — это просто счёт развилок. Прошли сто развилок — прожили сто мгновений. Нет развилок — нет времени. Не «медленно идёт», а нет. Фотон в полёте не переживает ни одной развилки — и в теории относительности у него действительно нулевое собственное время. Совпало.
Пространство — это про то, кто с кем связан. Сильно связанные куски «близко», слабо связанные — «далеко». А закон тяготения появляется из простого требования: расстояния, посчитанные по связям, и расстояния, посчитанные по развилкам, должны совпадать. Где они совпадают — там мир выглядит как наш, с тремя измерениями и временем.
Тяжёлые вещи — это места, где развилок особенно много. Развилки вокруг таких мест начинают «оглядываться» на них, зависеть от них — так причины и следствия изгибаются в сторону массы. Это гравитация. А рядом с массой часть ваших развилок уже не ваши, а общие с ней, поэтому своих вы насчитываете меньше — время у вас идёт медленнее. То самое замедление времени, которое Эйнштейн нашёл с другой стороны.
Никакого «схлопывания» нет. Никто ничего не выбирает. Все дороги существуют. Наш мир — это та дорога, на которой лежат наши воспоминания. Перепрыгнуть на другую нельзя не потому, что запрещено, а потому что ваша память — это и есть ваш адрес на дереве. Наблюдатель — это всё, что помнит: человек, камень, прибор, разницы нет.
Что тут нового: теорию относительности не нужно склеивать с квантовой физикой. Она из неё вылезает сама, если правильно посчитать развилки. Не два партнёра по браку, а мать и дочь.
Для тех, кто хочет строже: четыре аксиомы
1. Единственный первичный объект — вектор Ψ в конечномерном гильбертовом пространстве, разбитом на элементарные множители (кубиты). Никаких координат, метрики, времени, гамильтониана. Всё остальное должно читаться из Ψ.
2. Событие — элементарное ветвление: разбиение системы на две части и разложение Шмидта Ψ = Σ λₖ|aₖ⟩|bₖ⟩ относительно него. Исход — выбор ветки k. Событие реально, только если ветки не интерферируют; иначе это просто структура Ψ, а не событие.
3. Причинность — зависимость ветвлений. Событие e₁ предшествует e₂, если ветвление в e₂ (его веса и векторы) зависит от того, какая ветка выбрана в e₁. Не зависит — события пространственноподобны. Это задаёт частичный порядок. «Поток» — максимальная согласованная цепочка выборов в дереве ветвлений.
4. Мера потока — произведение |λₖ|² вдоль цепочки. Не постулат, а следствие: «событие» — единица описания, а не природы, поэтому мера обязана не меняться при дроблении одного события на два или слиянии двух в одно. Единственная такая мера — борновская (по сути теорема Глисона). Наивный счёт веток «поштучно» этому условию не удовлетворяет.
Дальше из этого выводится: время как счёт ветвлений вдоль цепочки; метрика по теореме Маламента–Соркина из порядка; вторая метрика из взаимной информации (Цао, Кэрролл, Михалакис, 2016); условие их совпадения как замена уравнений Эйнштейна — Тед Джекобсон в 2015 уже вывел уравнения Эйнштейна локально как «первый закон запутанности». Здесь то же, но глобально и без фонового многообразия.
Самые странные следствия
Прошлое — это не то, что было, а то, что записано. Событие входит в вашу цепочку только когда его запись до вас дошла. Свет от далёкой галактики: какая из возможных историй этой галактики «настоящая для вас», решается в момент, когда вы получаете фотон, а не миллиард лет назад. Знаменитые опыты с «отложенным выбором» Уилера, которые в обычной картине выглядят парадоксом, здесь просто норма: порядок задаётся зависимостью, а не часами.
Случайности не существует, но вероятность реальна. Ничего не «выпадает» — все ветки есть. Но у веток разная толщина, и наша — одна из. Вы никогда не узнаете, толстая ваша ветка или тонкая: изнутри они неотличимы.
Тот, кто «поступил бы иначе», — не вы. Ваша память — адрес ветки. Человек, свернувший на развилке в другую сторону, существует, но у него другой адрес, значит, это другой человек. Вопрос «что было бы, если бы я…» — не о вас.
Гравитация — это память. Масса — плотность записей. Чем больше у области своей уникальной истории, тем сильнее соседние события от неё зависят, тем сильнее она «притягивает». Чёрная дыра — предел: столько записей, что снаружи ничто не ветвится независимо. Горизонт — граница, за которую зависимость идёт только внутрь.
Расстояние — не «где», а «насколько связано». Две запутанные частицы — не два далёких объекта, а один узел в порядке событий; пространство просто не умеет нарисовать их отдельно. Это и есть «жуткое дальнодействие»: не действие на расстоянии, а отсутствие расстояния.
Общий мир нужно заслужить. «Мы» существует только через общие записи. Два человека живут в одном мире ровно настолько, насколько их воспоминания скоррелированы через общую среду. Полностью изолированный от вас наблюдатель, строго говоря, не в вашей реальности.
Нет вселенского «сейчас». У каждой цепочки своё, и сравнить их можно только через общие события. Вселенная в целом не имеет ни возраста, ни момента — эти слова определены только вдоль пути.
Где всё это может умереть
Хорошая гипотеза должна уметь умереть. У этой есть ровно одна точка, по которой её можно убить прямо сейчас.
Если гравитация — просто узор связей в Ψ, а не классический фон, то две крошечные массы, которые чувствуют только притяжение друг друга, должны становиться квантово запутанными. Это эксперимент Бозе–Марлетто–Ведрала, предложенный в 2017 году; несколько групп сейчас пытаются его поставить. Если запутанности не будет — всё, что выше, отправляется в корзину.
Слабое место: первая аксиома задаёт разбиение на кубиты руками. Честная версия должна выводить и его — например, как разбиение, при котором число декогерентных событий максимально. Пока это входные данные, а не результат.
И открытая рана любой такой картины: почему из этого получается именно три измерения плюс время, а не произвольный граф? В причинных множествах размерность выводится из статистики порядка, но почему природа выбрала такую статистику — не знает никто.
Какой шаг не проходит? Аксиома, вывод, следствие — номер и почему.
