Различные картины мира
Различные картины мира
Мы осознаем, что живем в таинственном, ошеломляющем мире. Мы стремимся понять смысл того, что лицезреем вокруг себя, и задаемся вопросами: какова природа Вселенной, каково наше место в ней, откуда появилась она и мы, почему она такая, как есть?
Пытаясь ответить на вопросы, мы принимаем ту либо иную «картину мира». И нескончаемая башня из черепах, поддерживающих плоскую Землю, такая же картина, как и теория суперструн (рис. 37). И то и это есть теории строения Вселенной, хотя последняя еще более математизирована и точна, чем 1-ая. Им обеим недостает приятных подтверждений: никто никогда не лицезрел огромной черепахи, на спине которой лежит Земля, но никто не лицезрел и суперструн. Но черепашью теорию не назовешь доброкачественной научной концепцией, так как она предвещает, что люди могут упасть с края света. Этот прогноз не согласуется с опытом, если только не окажется, что он разъясняет предполагаемые исчезновения людей в Бермудском треугольнике!
Рис. 37. От башни из черепах к искривленному месту. Старая и современная «картины мира».
Самые ранешние пробы теоретического описания и разъяснения Вселенной включали идею о том, что ход событий и природных явлений направляют духи, наделенные человечьими чувствами и действующие по человечески непредсказуемо. Эти духи населяли природные объекты, такие как реки и горы, также небесные тела вроде Солнца и Луны. Их необходимо было умиротворять и ласкать, чтоб почва плодоносила, а времена года сменяли друг дружку. С течением времени, но, было увидено существование определенных закономерностей: Солнце всегда вставало на востоке и садилось на западе независимо от того, были принесены жертвы богу дневного светила либо нет. Более того, Солнце, Луна и планетки двигались по небу строго определенными способами, которые удавалось достаточно точно предсказать. Солнце и Луна все еще могли считаться богами, но эти боги повиновались серьезным законам, разумеется никогда не позволяя для себя отступлений, если не принимать в расчет таких историй, как предание об Иисусе Навине, остановившем Солнце.
Поначалу эти правила и закономерности отмечались только при наблюдениях за звездным небом и в немногих других ситуациях. Но по мере развития цивилизации, в особенности в последние триста лет, стало обнаруживаться все в большей и большей степени таких законов и правил. Успехи, достигнутые благодаря этим законам, побудили Лапласа сначала девятнадцатого столетия постулировать научный детерминизм. Он представил, что должен существовать набор законов, точно определяющих развитие Вселенной исходя из ее состояния в некоторый один определенный момент времени.
Лапласовский детерминизм был неполон в 2-ух отношениях. Он ничего не гласил о том, какими должны быть законы, и не определял исходную конфигурацию Вселенной. Этот выбор был оставлен за Богом. Бог решал, каким быть началу Вселенной и каким законам ей надлежит повиноваться, но после ее зарождения Он не был должен вмешиваться. Практически прерогативы Бога ограничивали теми вопросами, которые не понимала наука девятнадцатого столетия.
Сейчас мы знаем, что надежды, которые Лаплас ложил на детерминизм, не оправдались, по последней мере так, как ему виделось. Принцип неопределенности квантовой механики предполагает, что некие пары физических величин, к примеру положение и скорость простой частички, нельзя сразу предсказать сколь угодно точно. Квантовая механика совладевает с этой ситуацией благодаря семейству теорий, в каких простые частички не имеют четких положений и скоростей, а представляются волнами. Эти квантовые теории являются детерминистскими в том смысле, что определяют четкие законы эволюции волны во времени. Если известны свойства волны в один миг времени, то можно вычислить, какими они будут в хоть какой другой момент. Элемент непредсказуемости, случайности возникнет, только если мы попробуем интерпретировать волну в определениях положений и скоростей частиц. Но, может быть, это ошибка: может быть, нет никаких частиц с положениями и скоростями, а есть только волны. И мы просто пытаемся подогнать эти волны под наши тенденциозные представления о положениях и скоростях. Получаемое в конечном итоге несоответствие — причина кажущейся непредсказуемости.
В сути, мы уже пересмотрели задачку науки: это открытие законов, которые позволят нам предвещать действия в границах, установленных принципом неопределенности. Но остается вопрос: как либо почему были выбраны эти законы и изначальное состояние Вселенной?
В этой книжке повышенное внимание уделялось законам, которые управляют гравитацией, так как конкретно она предназначает крупномасштабную структуру Вселенной, хотя и является самой слабенькой из 4 главных сил. Законы гравитации несовместимы с тем господствовавшим до недавнешнего времени взором, что Вселенная неизменна во времени: то, что гравитация всегда притягивает, значит, что Вселенная должна или расширяться, или сжиматься. Согласно общей теории относительности в дальнем прошедшем должно было существовать состояние Вселенной с нескончаемой плотностью — Большой Взрыв, который можно считать началом времени. Если Вселенная опять сожмется, то в дальнейшем ее должно ждать другое состояние нескончаемой плотности, «большое схлопывание», которое станет концом времени. Даже если Вселенная в целом не сожмется, сингулярности должны появиться в ограниченных ее областях, где коллапс приведет к образованию темных дыр. Эти сингулярности стали бы концом времени для всякого, кто свалился в черную дыру. При Большенном Взрыве и в других сингулярностях нарушаются все физические законы и Бог по прежнему стопроцентно свободен решать, что должно произойти и как должна начаться Вселенная.
Объединение квантовой механики с общей теорией относительности, похоже, открывает нам новейшую, неведомую до этого возможность: конечное четырехмерное место время без сингулярностей либо границ, схожее поверхности Земли, но владеющее б о льшим числом измерений. Похоже, эта мысль позволяет разъяснить многие из наблюдаемых параметров Вселенной, к примеру ее крупномасштабную однородность и отличия от однородности в наименьшем масштабе, подобные галактикам, звездам и даже людям. Но, если Вселенная стопроцентно автономна, не имеет сингулярностей либо границ и вся может быть описана объединенной теорией, это принуждает коренным образом пересмотреть роль Бога как Творца.
Эйнштейн в один прекрасный момент спросил: «Обладал ли свободой Бог, когда создавал Вселенную?» Если правильно предположение об отсутствии у Вселенной границ, то Бог не располагал свободой выбора исходных критерий. Естественно, Он все еще был бы свободен выбирать законы, которым подчиняется Вселенная. Да и это в реальности не назовешь огромным выбором: может быть, только одна — либо маленькое число — полных объединенных теорий, типа теории струн, являются непротиворечивыми и допускают существование настолько сложных структур, как люди, способные изучить законы Вселенной и задавать вопросы о природе Бога.
Но даже если существует только одна полная объединенная теория, она есть менее чем набор правил и уравнений. Что все-таки вдыхает огнь в формулы и делает Вселенную, которую они обрисовывают? Обыденный подход науки — построение математической модели — не позволяет ответить на вопрос о том, почему должна существовать Вселенная, описываемая моделью. Для чего Вселенная готова влачить бремя существования? Неуж-то объединенная теория настолько неотразима, что вызывает к жизни самое себя? Либо она нуждается в Создателе, а если так, имеет ли Он иную власть над Вселенной? И кто сделал Его самого?
До сего времени большая часть ученых были очень заняты созданием новых теорий, описывающих, что есть Вселенная, чтоб задаваться вопросом для чего. С другой стороны, люди, чье дело спрашивать для чего, философы, не могли угнаться за прогрессом естественнонаучных доктрин. В восемнадцатом столетии философы считали все человеческое познание, включая естественные науки, областью приложения собственных сил и обсуждали такие вопросы, как было ли у Вселенной начало. Но в девятнадцатом и двадцатом веках естественные науки очень тесновато переплелись с техникой и арифметикой, чтоб оставаться доступными осознанию философов либо кого или еще, не считая немногих профессионалов. Философы уменьшили сферу собственных притязаний так, что Витгенштейн, более узнаваемый мыслитель двадцатого столетия, произнес: «Единственная задачка, оставшаяся философии, это анализ языка». Какой упадок после величавой традиции философии от Аристотеля до Канта!
Но, если мы все же сделаем полную теорию, с течением времени ее главные принципы должны стать понятны каждому, а не только лишь нескольким ученым. Тогда мы все — философы, ученые и обыденные люди — сможем дискуссировать вопрос, почему существуем мы сами и наша Вселенная. Если мы найдем ответ, это будет окончательным триумфом людского разума, ибо тогда нам раскроется Божественный план.