A történelem ágas-bogas fája

Everett multiverzumának különböző ágai, az úgynevezett „párhuzamos világok” között lehetetlen bármiféle kommunikáció ugyanazon egyenletek miatt, amelyek leírják az ilyen sokszoros valóságok létezését. Egyetlen kivétel létezik, amelyik ugyan teljes mértékben kívül esik jelen könyvünk tárgyán, mindamellett túlságosan izgalmas, így nem állhatok ellent annak, hogy legalább röviden megemlítsem.

Ez a lehetőség az időutazás. A párhuzamos világok elgondolása egyike azoknak az ötleteknek, amelyek a sci-fi irodalomban már jóval korábban megjelentek, mint ahogy tudományos körökben elfogadottá váltak volna. Egy másik ilyen ötlet az időutazás elgondolása. A párhuzamos univerzumokról szóló számtalan történetben fordul elő, hogy vagy a főszereplők tolódnak el valahogyan „oldalirányban az időben” egy másik univerzumba, vagy az egész cselekményt helyezi át a szerző egy párhuzamos valóságba, egy alternatív történelembe, amelyik a múlt egy kritikus pontjában kiágazott az általunk ismert történelemből - például oly módon, hogy a másik történetben a Tengelyhatalmak nyernék meg a II. világháborút.

Az ennek eredményeképpen előálló történelem képe egy olyan fára hasonlít, amelyiknek rengeteg ága van, és ezek mindegyike különböző univerzumokat jelent. Ezek azért léteznek, mert különböző események kimenetelének következtében, különböző időpontokban ágaztak ki. A hasonlat távolról sem tökéletes, mivel ha Everettnek igaza van, akkor nincs a fának „törzse”, és az elágazások rendszere sokkal bonyolultabb, de valahogy mégis működik a hasonlat. Sok időutazásos történetben szerepelnek olyan utazók, akik visszamennek az időben, akár szándékosan, akár véletlenül, ott megváltoztatják a történelem menetét, majd visszajönnek egy olyan "jelenbe”, amelyik lényegesen eltér attól, amelyikből elindultak.

Ezt a két elképzelést kombinálva elképzelhető, hogy az utazó a történelem egyik ágán (az egyik univerzumban) visszamegy az időben, majd egy másik ágon (másik univerzumban) előremegy az időben. Nincs arról szó, hogy megváltoztatná a történelmet, hiszen mindkét változat már eleve létezett. A klasszikus „nagymama-paradoxon” szerint például az időutazó visszamegy a múltba, ahol véletlenül saját nagyanyja halálát okozza, még mielőtt az utazó édesanyja megszületett volna. Ebben az esetben, ha az időnek csak egyetlen vonulata létezik, akkor az utazó soha nem születhetne meg, így soha nem utazhatna vissza a múltba, a nagyi tehát életben marad - és így tovább. A történet sokvilág-változatában az időutazó visszamegy a múltba, a nagymama meghal, de ez az esemény egy új univerzum kiágazásának a pillanatát jelenti. Az időutazó megteheti, hogy az alternatív ágon jön vissza a jelenbe, ahol egy olyan jelent talál, amelyikben ő soha nem is létezett. Ám visszamehet a jelenbe az eredeti ágon is, ahol a legnagyobb meglepetésére azt tapasztalja, hogy a nagymama nem is halt meg. Akármelyik lehetőséget választjuk, nincs paradoxon.

Mindez nagyon szórakoztató regények alapját képezheti. A meglepő a dologban az, hogy a fizika ismert törvényei között egyetlen olyan sincs, amelyik tiltaná az időutazást, jóllehet az időgép megépítése rendkívül bonyolult feladat lenne. Az általános relativitáselmélet (a tér és az idő rendelkezésünkre álló legjobb elmélete, amelyik eddig minden próbát kiállt) egyenletei megengedik az időutazás lehetőségét; nem engedik meg viszont azt, hogy az időgép megépítésénél korábbi időpontba utazzunk vissza a múltba. Ezért nem árasztanak el minket a jövőből érkező látogatók. Eddig ugyanis még nem építettünk időgépet.

Visszatérve azonban a multiverzumhoz, a nagymama-paradoxon Schrödinger macskájának példájára emlékeztet minket. Ez tipikusan az a fajta rejtély, amelyet Everett sokvilág-értelmezése megold.

A macska eredeti problémáját úgy vetettük fel, hogy az eseményeknek csak két lehetséges kimenetele van - vagyis a fizika nyelvén szólva a rendszernek két „sajátértéke” van. A macska vagy él, vagy kimúlt. Everett értelmezése szerint ez azt jelenti, hogy egymásra szuperponálódva, de egymásra soha hatást nem gyakorolva, két, egyaránt valóságos világ létezik - az egyik univerzumban a macska él, a másik univerzumban elpusztult. Könnyű elképzelni egy bonyolultabb szituációt, ahol az események menetét mondjuk kockadobással vagy valamilyen hasonló módszerrel határozzuk meg, így az eseményeknek több kimenetele lehetséges. Schrödinger ötletét továbbfejlesztve akár az is elképzelhető, hogy több tucat macskánk van, amelyek mindegyike a saját lakosztályában él, és kockadobások eredményétől függ, hogy melyiküknek kell elpusztulnia. Miután a kísérletet végrehajtottuk, megfelelő számú párhuzamos univerzum jön létre, a kvantummacskák teljes változatosságával. Ám a gyakorta feltételezettel ellentétben, ez a „megfelelő” szám nem végtelen számú párhuzamos univerzumot jelent. Bár a „sok” a sokvilág-értelmezésben akár egy felfoghatatlanul nagy számot is jelenthet, nincs okunk feltételezni, hogy ténylegesen végtelen lenne. A párhuzamos univerzumok végeláthatatlan sokaságában a szomszédos univerzumok szinte megkülönböztethetetlenek a miénktől, a valamivel távolabbi univerzumok már kicsit jobban eltérnek, míg a multiverzum távoli univerzumai merőben mások, mint a mi Világegyetemünk.

A legjobb ok, amiért érdekes a sokvilág-értelmezést komolyan venni, az, hogy soha, senki nem talált még más módszert a Világegyetem leírására a kvantumfizika fogalmaival. Wheeler ezt már a kezdet kezdetén felismerte, hiszen a Reviews of Modern Physics 1957. júliusi számában megjelent cikkének utolsó mondata így szól:

Everett relatív állapotokról szóló koncepcióján kívül nem áll rendelkezésünkre más, önmagában ellentmondásmentes rendszer, amely magyarázatot adna arra, hogy mit jelent az, ha kvantálunk egy olyan zárt rendszert, mint amilyen az általános relativitáselmélet univerzuma.

Ez a kijelentés 1957-ben sokkal kisebb feltűnést keltett, mint ma. Ötven évvel ezelőtt a Világegyetemre vonatkozó ismereteink sokkal korlátozottabbak voltak, mint napjainkban - olyannyira, hogy még arról is élénk vita folyt a kozmológusok körében, hogy vajon a Világegyetem története valóban egy meghatározott időpontban bekövetkezett Ősrobbanással kezdődött, vagy pedig öröktől fogva létezett (állandó állapotú Világegyetem). A XX. század végének és a XXI. század elejének egyik jelentős tudományos eredménye annak megállapítása, hogy a Világegyetem története valóban egy Ősrobbanással kezdődött, csaknem pontosan 13,7 milliárd évvel ezelőtt. Azóta a Világegyetem tágul, összhangban a tér és az idő általános relativitáselmélet által adott leírásával. Minél inkább biztosak a kozmológusok abban, hogy értik a minket körülvevő Világegyetemet, annál nyilvánvalóbb, ezt a képet csak egyetlen módon lehet összeegyeztetni a kvantumfizikával, éspedig úgy, ahogyan azt a sokvilág-értelmezés kínálja - ezért örvend Everett elképzelése ma sokkal nagyobb elismertségnek, mint korábban bármikor.

Everettet befogadja a társaság

Bryce DeWitt volt az, aki előbb a szakembereket, majd közvetve a nagyközönséget is megismertette Everett munkájával. DeWitt kezdettől fogva tudott Everett eredményeiről, és 1957 óta levelezett vele, valójában a Reviews of Modern Physics-ben megjelent cikk lábjegyzetében szereplő utalás a szétválás érzésének hiánya, illetve a Föld mozgásának érzése hiánya közötti párhuzamra ugyancsak ebből a levelezésből származott. DeWitt csaknem nyolc évvel idősebb volt Everettnél (1923. január 8-án született), és a Harvardon végzett, 1943-ban. A háború következtében a doktori értekezését (szintén a Harvardon) csak 1949-ben fejezte be, majd rövid időt Indiában és Franciaországban töltött (Cecile Morette francia fizikust vette feleségül), és végül Chapel Hillben az Észak-Karolinai Egyetemen (University of North Carolina) kötött Id, ahol a gravitáció kvantumelméletével foglalkozott.

1968-ban, amikor DeWitt már a terület elismert szaktekintélyének számított, meglátogatta őt Max Jammer fizikus és tudományfilozófus, aki azt tervezte, hogy könyvet ír a kvantumfizika történetéről és különböző értelmezéseiről. DeWitt legnagyobb meglepetésére kiderült, hogy Jammer még egyáltalán nem hallott Everett munkájáról, amiből arra következtetett, hogy az 1957-es cikk szinte teljesen feledésbe merült (véletlenül Jammer egyik korábbi könyvében az egyik lábjegyzetben volt egy hivatkozás az 1957-es cikkre, persze nem ő volt az első szerző, aki anélkül hivatkozott egy cikkre, hogy ténylegesen elolvasta volna). Minthogy Everett már nem a fizika területén dolgozott, DeWitt elhatározta, hogy ő maga próbálja meg helyrehozni a dolgot, ezért írt egy cikket a sokvilág-értelmezésről, amelyik a Physics Today 1970. szeptemberi számában jelent meg. Ez volt az a cikk, amelynek köszönhetően nagyon sok fizikus (köztük e sorok írója is) tudomást szerzett Everett munkájáról. A cikkben leírja, hogy „az univerzum folyamatosan kölcsönösen megfigyelhetetlen, de egyformán valóságos világok sokaságára szakad szét”, tárgyalja Schrödinger macskájának problémáját, és kijelenti, hogy „minden kvantumfizikai átmenet, amelyik bármely csillagon, bármelyik galaxisban, az univerzum bármely, távoli zugában végbemegy, a mi helyi világunkat önmaga másolatainak miriádjaira szakítja szét”.

DeWitt szavai szerint „sokkoló hatással volt rám, amikor először találkoztam ezzel a sokvilág-koncepcióval. Nem könnyű összeegyeztetni a józan ésszel azt az elgondolást, hogy 10100+ enyhén tökéletlen másolatunk folyamatosan további másolatokra szakad. Ez már skizofrénia a javából.” Analógiája szerint „az állapotvektor olyan, mint egy rendkívül sokágú fa”, de arra is rámutat, hogy „egy véges univerzum hullámfüggvénye csak véges számú ágat tartalmazhat”. A feljegyzések szerint (lásd Shikhovtsev cikkét) Everett azon az állásponton van, hogy „természetesen elfogadja azt, ahogyan DeWitt bemutatta az ő elméletét”.

Az elképzelések közül DeWitt tanítványa, Neill Graham a doktori értekezésében nagyon sokat részletesen kidolgozott. DeWitt és Graham közösen összeállítottak egy könyvet is The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics (A kvantum-mechanika sokvilág-értelmezése) címmel, amelyik 1973-ban jelent meg, és tartalmazta Everett disszertációjának hosszabb változatát, valamint Everett és Wheeler cikkeit, amelyek a Reviews of Modern Physics-ben jelentek meg, továbbá a Physics Today cikkét. Ez a könyv tette népszerűvé a sokvilág-értelmezés kifejezést, az előszó első bekezdésében pedig a szerkesztők egy „sok világból összeálló valóságra” hivatkoznak, amelyik „az univerzum folyamatos szétszakadását tükrözi”. 1974-ben megjelent Jammer könyve, a munka egy jelentősebb fejezete a sokvilág-értelmezéssel foglalkozott. „A multiverzum elmélete - írta a szerző - kétségtelenül a tudomány történetében megalkotott összes elmélet közül az egyik legmerészebb és legambiciózusabb”.

A fizikusok körében DeWitt és Graham már elterjesztették Everett és a sokvilág-értelmezés hírét, azonban 1976 decemberében szélesebb körben is elterjedt a hír, amikor megjelent egy cikk az Analog című sci-fi magazin „Tudományos tények” rovatában „Kvantumfizika és valóság” címmel. A cikk alcíme így szólt: „Az alternatív univerzumok nem csupán a sci-fi írók trükkjei - a kvantumfizikusok megmentéséhez is szükség van rájuk!” A cikk szerzői, Michael Talbot és Lloyd Biggie, Jr. közérthetően számoltak be az elképzelésről.

Minthogy az Analog magazint többen olvasták (elsősorban egyetemisták), mint ahányan A kvantummechanika sokvilág-értelmezése című könyvet megvásárolták, ezért Everett ismertsége a tetőfokára hágott. Addigra DeWitt és Wheeler egyaránt Austinban a Texas Egyetemen (University of Texas at Austin) dolgozott, ahol 1977-ben összejövetelt szerveztek a tudatosság problémájának megtárgyalására, és annak a kérdésnek a megvitatására, hogy lehet-e egy számítógép tudatos. Everettet is meghívták, ő volt a sztárvendég, aki zsúfolásig megtelt teremben tartotta az előadását, és az ő kedvéért a négy óra hosszat tartó előadás idejére még a dohányzási tilalmat is felfüggesztették a teremben - Everett ugyanis láncdohányos volt, aki nem tudott cigaretta nélkül dolgozni.

Ez lett Everett utolsó nyilvános szereplése, és az egyetlen, ahol híres tudósként léphetett fel. De az austini kiruccanás talán legfontosabb eseményének mégis az bizonyult, hogy találkozott Wheeler egyik tanítványával, az angol David Deutsch-csal. Deutsch valójában DeWitt tanítványa is volt, és mélyen érdeklődött a kvantumfizika egyenletei által leírt „univerzumok” természete iránt. Ők ketten az egyik napon, ebéd közben alaposan megtárgyalták a kérdést, amire Deutsch úgy emlékszik vissza, hogy Everett rendkívül lelkesen fogadta a „sok univerzum” kifejezést, viszont nem ragaszkodott az „állapotvektor” sokkal elvontabb szakkifejezéséhez.

A továbbiakban Deutsch a sokvilág-elgondolás egyik legjelentősebb szószólójává vált. Jelenleg az Oxford Egyetemen dolgozik, és a közelmúltban jelentős áttörést sikerült elérnie, amikor kimutatta, hogy a sokvilág-értelmezésben miként bukkannak fel maguktól értetődően a kvantumvilág valószínűségi szabályai - vagyis azt, miként keltik bennünk az elágazódások a mérések valószínűségi kimenetelének illúzióját.

Miközben tehát a kvantumfizika Everett-féle változatának története happy enddel fejeződött be, sajnos ugyanez nem mondható el magáról Everettről, az emberről. Egy volt kollégája, John Barry úgy írta le őt, mint aki „ragyogó, minden hájjal megkent és megbízhatatlan”. Rideg személyiség volt, aki imádta a számítógépeket, de saját családja számára szinte idegen volt, túlzásba vitte a dohányzást és az ivást (valószínűleg alkoholista volt), és egészségtelenül táplálkozott - bizonyára hevesen veszekedett volna bárkivel, aki felhívta volna a figyelmét arra, hogy az orvostudomány nem tévedett a koleszterin káros hatását illetően. 1982. július 19-én az orvostudomány mondta ki az utolsó szót, amikor Everettet 51 éves korában szívroham érte, és holtan találták az ágyában. Csaknem napra pontosan 25 évvel azután halt meg, amikor megjelent a cikke a Reviews of Modem Physics-ben. Everett lánya, Liz, 1996-ban öngyilkos lett, felesége pedig 1998-ban tüdőrákban hunyt el - valószínűleg férje dohányzási szokásainak vált a passzív áldozatává. A család egyetlen élő tagja, Hugh Everett fia, Mark dalszerzőként és az Eels együttes vezetőjeként lett híres. Melankolikus zenéje érzékelteti a legjobban, milyen lehetett az élete annak, akinek úgy kellett felnőnie az apja mellett, mintha nem lett volna apja. Csak reménykedhetünk abban, hogy valahol, egy másik univerzumban mindegyikük sorsa jobbra fordult.

És ezzel visszajutottunk ahhoz a ponthoz, ami miatt sokan nagyon nehezen fogadják be a sokvilág-értelmezést. Az elgondolás túlságosan tékozlónak tűnik, legalábbis ami az univerzumok számát illeti! Fizikailag és matematikailag teljesen rendben van az elképzelés, sőt még a szükséges feltevések száma is meglehetősen csekély - tulajdonképpen Everett egyetlen feltevése az volt, hogy az egyenletek igazat mondanak. Azonban DeWitt már idézett szavai szerint „nem könnyű összeegyeztetni a józan ésszel azt az elgondolást, hogy 10100+ enyhén tökéletlen másolatunk folyamatosan további másolatokra szakad, amelyek ráadásul észlelhetetlenekké válnak”.

Nézzünk szembe a tényekkel - minket, embereket az érdekel igazán, hogy kerülünk mi ebbe a képbe, és merre tart a mi világunk. Valóban csak egyetlen fizikai világra van szükségünk ahhoz, hogy e világi jelenlétünkről számot adjunk? Ez az, amire az emberek általában gondolnak. Ám az elmúlt két évtized alatt egyre inkább világossá vált, hogy a mi Világegyetemünknek van valamilyen különlegessége - valamilyen furcsa tulajdonsága, amely lehetővé teszi, hogy mi magunk itt legyünk és kérdéseket tegyünk fel. Mindez határozottan arra ösztönöz, hogy vegyük komolyan a multiverzumot, függetlenül a téma Everett-féle ősváltozatának érdemeitől. A kvantumfizika az, ami a multiverzum elgondolásának szilárd tudományos alapot teremt, ugyanakkor a véletlen kozmikus egybeesések egész sora mutat arra, hogy milyen nagy szükségünk van egy ilyen elképzelésre.