Рис. 2.5. Возможные траектории при отсутствии действующих сил: фиксированная скорость и переменное начальное положение (слева); фиксированное начальное положение и переменное начальное направление (справа).
Если к нашему изображению приложить силы, то мы сразу обнаружим, как изменится путь объекта: его траектория станет теперь искривленной, а движение ускорится за счет действующей на него силы. Это правило распространяется на любой объект: на планету, космический корабль и т. д. под действием силы тяжести, и, как выяснилось позже, на электроны под действием электромагнитных сил.
Но вернемся к пустому пространству. Оказывается, траектории Ньютона, в особенности радиальные, исходящие из одной точки (см. рисунок 2.5, справа), ведут себя как лучи на волновых фронтах.
Как это понимать?..
Чтобы понять, что такое фронт волны, представьте себе пруд с неподвижной поверхностью воды, куда вы бросаете камешек. Круглые, движущиеся наружу волны, расходящиеся от точки удара, определяют так называемые волновые фронты, как показано на рисунке 2.6, справа. Если мы проведем воображаемые прямые ортогонально (то есть поделим окружность на равные углы), то благодаря круглым волновым фронтам у нас получатся «лучи», как это показано на рисунке 2.6, слева.
Столетие спустя после Ньютона ирландский ученый и математик Уильям Роуэн Гамильтон использовал связь между траекториями и волновыми фронтами, чтобы изобразить движение частицы, как если бы это была волна. Законы Ньютона и их так называемая переформулировка – уравнение Гамильтона – Якоби, названное так в честь нововведений и ухищрений Гамильтона, представленное математическим гением XIX века Карлом Густавом Джейкобом Якоби, первым евреем, ставшим профессором математики в немецкой высшей школе, позволяет определить не только актуальное перемещение частицы в прошлом и будущем при текущих параметрах, но и ее возможное движение при других начальных условиях. Как мы убедимся позже, это лежит в основе квантовой механики, потому что именно характеристика волновой функции включает в себя такие альтернативные возможности.
Рис. 2.6. Волны в пруду со спокойной водой (слева). Пример распространения лучей и волновых фронтов (справа).
Уже гораздо позже многим мыслителям предстояло ответить на неозвученный вопрос, почему осуществляется лишь одна из этих возможностей. Рассмотрение этой проблемы неизбежно приводит к выводу, что без наблюдателя не может быть определенного, реально переживаемого мира. В конце концов, именно наблюдатель определяет начальные условия. Точнее, их определяет сознание наблюдателя, неким образом привязанное к определенным начальным условиям, а не к любым другим. Таким образом, эти условия тесно связаны с существованием наблюдателя, живущего именно при них, а не с другими, соответствующими некоей альтернативной реальности.
Вопрос о том, можно ли рассматривать такие альтернативные вселенные (о них говорят, что они «могли бы или должны существовать») как реально существующие или просто как возможности, является предметом ожесточенных споров среди экспертов. Они – излюбленная тема и в современной науке, и в научной фантастике. Многие из нас сталкивались в повседневной жизни с вариантами «что, если», как это было в случае автора книги Роберта Ланца:
Я помню, как побывал на вечере в честь тридцатипятилетней годовщины выпуска из нашей школы, где оказалась Вики, одна из моих самых давних подруг. Воспоминания о ее покойной матери, скончавшейся давным-давно, вихрем пронеслись в сознании, как будто это случилось вчера. Мать Вики была доброй и скромной женщиной. Из-за полиомиелита у нее на ногах были ортопедические скобки, и она с трудом смогла принести нам десерт. Но именно о такой матери я всегда мечтал, а она всегда шутила, что собирается меня усыновить. Будучи инвалидом, она проводила много времени у телевизора и вечно смотрела эти фальшивые борцовские поединки, где противники то и дело швыряют друг друга на ринг. Мы посмеивались над тем, что такая хрупкая и нежная женщина смотрела такие жестокие шоу. Именно мать Вики побудила меня после школы пойти работать с Джонасом Солком (он разработал вакцину, благодаря которой удалось победить полиомиелит).