Юрий Артамонов - Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной

• Название: Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной
• Автор: Юрий Артамонов
• Жанр: Современная проза

════Реально ли время? Релятивистский и квантовый полюса современной физики свидетельствуют, что нет, и время является иллюзией. Будущее с точки зрения законов физики фундаментально не отличается от прошлого и полностью определено этими законами и начальными условиями вселенной. Однако, иллюзорность времени приводит к ряду парадоксов и вопросов, на которые нет ответа или приходится отвечать так, что остается неудовлетворенность и чувство тупика. Пример: почему мы имеем те законы, которые имеем? Доминирующая сейчас космологическая парадигма ссылается на теории мультивселенной и антропный принцип, что принципиально не проверяемо и не дает предсказаний наблюдаемых явлений.

════Американский физик-теоретик Ли Смолин в своей четвертой книге "Возрожденное время" утверждает, что есть иной выход. Все обоснования иллюзорности времени опровергаемы. Признание реальности времени открывает ряд новых интригующих возможностей. Например, что законы природы эволюционируют в этом реальном времени и могут быть объяснены своей историей. Или что можно обойти конфликт между объяснением квантовых явлений через скрытые переменные (неизбежно нелокальным) и принципом относительности.

════ Книга программная и вводная, она анонсирует строгий натурфилософский труд по вопросу реальности времени и эволюции законов, который пишется сейчас Смолином вместе с бразильским философом Роберто Унгером. Будет крайне интересно проследить за развитием объявленных идей.

---

    В течение последних десяти лет многие струнные теоретики приняли концепцию ландшафта теорий. В итоге вопрос о том, как вселенная выбирает, какому закону следовать, становится особенно срочным. Как я буду утверждать, это один из вопросов, на которые можно ответить только в рамках новой космологической схемы, в которой время реально и законы эволюционируют.

    Итак, законы не привнесены во вселенную извне. Нет внешней сущности, божественной или математической, заранее устанавливающей,

к оглавлению

какими быть законам природы. Так же законы природы не ждут молчаливо вне времени, пока не начнется вселенная. Вместо этого законы природы возникают изнутри вселенной и развиваются во времени вместе со вселенной, которую они описывают. Возможно даже, что, совсем как в биологии, новые законы физики могут возникать как регулярные свойства новых явлений, которые образуются в течение истории вселенной.

    Кто-то может рассмотреть отречение от вечных законов как отступление от целей науки. Но я рассматриваю это как аварийное сбрасывание чрезмерного метафизического балласта, который утягивает вниз наши поиски истины. В следующих главах я приведу примеры, иллюстрирующие, как идея развивающихся во времени законов приводит к более обоснованной космологии, - под которой я понимаю космологию, в большей степени генерирующую предсказания, подверженные экспериментальной проверке.

*

    Насколько мне известно, первый ученый со времен начала Научной Революции, который по-настоящему серьезно думал, как создать теорию целой вселенной, был Готфрид Вильгельм Лейбниц, который, помимо прочих вещей, был соперником Ньютона в известном вопросе о том, кто из них первый изобрел дифференциальное исчисление. Он также предвосхитил современную логику, разработав систему бинарных чисел и многое другое. Его называли умнейшей личностью, которая когда-либо жила. Лейбниц сформулировал принцип построения космологической теории, именуемый принципом достаточного обоснования, который устанавливает, что должна быть рациональная причина для каждого очевидного выбора, сделанного при конструировании вселенной. Каждый вопрос вида 'Почему вселенная похожа на X, а не на Y?' должен иметь ответ. Так если Бог создал мир, Он не мог бы иметь другого выбора в проекте. Принцип Лейбница до настоящего времени имел сильное влияние на развитие физики, и, как мы увидим, он продолжает быть надежным руководством в наших попытках сформулировать космологическую теорию.

    Лейбниц имел взгляд на мир, в котором все жило не в пространстве, а было погружено в сеть взаимосвязей. Эти взаимосвязи определяли пространство, но не наоборот. Сегодня идея вселенной связанных сущностей с сетевой структурой пронизывает современную физику, а также биологию и компьютерную науку.

к оглавлению

    В реляционном мире (мире отношений; мы называем так мир, где взаимосвязи предшествуют пространству), нет пространства в отсутствие вещей. Ньютоновская концепция пространства противоположна, он представлял пространство абсолютным. Это означает, что атомы определяются тем, где они расположены в пространстве, но движение атомов никаким образом не влияет на пространство. В реляционном мире нет такой асимметрии. Вещи определяются их взаимоотношениями. Индивидуальности существуют и могут быть частично автономны, но их возможности определены сетью взаимосвязей. Индивидуальности встречаются и воспринимают друг друга через связи, которые соединяют их в сеть, а сети являются динамическими и постоянно эволюционирующими.

    Как я буду объяснять в Главе 3, из великого принципа Лейбница следует, что не может существовать абсолютного времени, которое тикает без оглядки на то, что происходит в мире. Время должно быть следствием изменений; без перемен в мире не может быть времени. Философы говорят, что время реляционно, - оно суть аспект отношений, таких как причинность, которые управляют изменениями. Аналогичным образом пространство должно быть реляционным; в самом деле, каждое свойство объекта природы должно быть отражением динамических [9] связей между ним и другими вещами мира.

    Принципы Лейбница противоречили основным идеям Ньютоновской физики, так что потребовалось определенное время, чтобы они были полностью оценены действующими учеными. Это был Эйнштейн, который принял наследие Лейбница и использовал его принципы как главную мотивацию для своего ниспровержения Ньютоновской физики и ее замены общей теорией относительности, теорией пространства, времени и гравитации, которая далеко ушла в конкретизации реляционистских взглядов Лейбница на пространство и время. Принципы Лейбница были также реализованы иным образом в параллельной квантовой революции. Я называю революцию в физике 20-го столетия реляционной революцией.

    Проблема унификации физики и, особенно, сведение в единую структуру квантовой теории и общей теории относительности долгое время является задачей завершения реляционной революции в физике. Главное послание этой книги заключается в том, что это требует принятия идей реальности время и эволюции законов.

    Реляционная революция уже идет полным ходом в остальной науке. Дарвиновская революция в биологии это один из фронтов, проявляющийся двояко в

к оглавлению

представлении о существовании видов, определяемом их отношением со всеми другими организмами в их среде обитания, и в общем представлении, что действие генов определяется только в контексте сети генов, регулирующих их действие. Как мы быстро поняли, биология это наука об информации, и тут нет более реляционистской идеи, чем информация, основанная на взаимосвязи между передатчиком и приемником на каждом конце коммуникационного канала.

    В социальной сфере либеральная концепция мира самостоятельных индивидуумов (постигнутая философом Джоном Локком аналогично физике его друга Исаака Ньютона) подвергается сомнению со стороны взгляда на общество как составленного из взаимозависимых и только частично самостоятельных индивидуальностей, чьи жизни осмысленны только в клубке взаимосвязей. Новое информационное окружение, в котором мы совсем недавно запутались, выражает реляционистскую идею через метафору сети. Как социальные существа, мы рассматриваем себя в качестве узлов сети, соединения которой нас определяют. Сегодня идея социальной системы, составленной из связанных, образующих сеть сущностей, все больше обнаруживается в социальных теориях, формулируемых кем угодно от политического философа феминистического толка до гуру менеджмента. Много ли пользователей Фейсбука осведомлены, что их социальные жизни теперь организованы мощной научной идеей?

    Реляционная революция продвинулась уже далеко. В то же время, она явно в кризисе. На некоторых фронтах она застряла. Везде, где она в кризисе, мы находим три вида вопросов, по которым идут горячие дебаты: Что такое индивидуум? Как возникают новые виды систем и сущностей? Как нам успешно понять вселенную как целое?

    Ключ к этим головоломкам в том, что ни индивидуумы, ни системы, ни вселенная как целое не могут быть осмыслены как вещи, которые просто есть. Они все состоят из процессов, которые занимают место и время. Я буду доказывать, что для успеха реляционной революции она должна принять идею времени и настоящего момента как фундаментального аспекта реальности.

    При старом способе мышления индивидуумы были просто мельчайшими единицами в системе, и если вы хотели понять, как работает система, вы разбирали ее на части и изучали, как эти части себя ведут. Но как нам

к оглавлению

понять свойства наиболее фундаментальных сущностей? У них нет частей, так что редукционизм (как называется изложенный метод) нам больше не поможет. Атомистическая точка зрения тут не имеет места; она тоже по-настоящему застревает. Это великий шанс для нарождающейся реляционистской программы, которая может - и на самом деле должна - отыскать объяснение для свойств элементарных частиц в сети их взаимоотношений.

    Это уже произошло в теориях объединения, которые мы до сих пор имеем. В Стандартной Модели Физики Частиц, которая является лучшей имеющейся у нас на сегодняшний день теорией элементарных частиц, свойства электрона, такие как масса, динамически определяются взаимодействиями, в которых он принимает участие. Масса - самое основополагающее свойство, которое может иметь элементарная частица, - определяет, какая нужна сила, чтобы изменить ее движение. В Стандартной Модели все массы частиц появляются из их взаимодействий с другими частицами и определены, главным образом, одной - частицей Хиггса. Тут больше нет абсолютно 'элементарных' частиц; все, что ведет себя как частица, является, до некоторой степени, возникающим заново, эмерджентным следствием сети взаимодействий.