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.

---

к оглавлению в плоском трехмерном пространстве, за исключением того, что бесконечно удаленные точки составляют сферу. Это также имеет место, если пространство бесконечно, но отрицательно искривлено, как седло.

    Когда вы хотите решить уравнения ОТО, вы должны задать информацию о том, что происходит на этой границе. Вы должны задать, что приходит внутрь от границы и что уходит за нее. Необходимость задать информацию о том, что происходит на бесконечно удаленной границе не отдана на наше усмотрение; это требуется теорией. (Для экспертов, уравнения Эйнштейна для пространственно бесконечной вселенной не могут быть выведены из вариационного принципа без того, чтобы имелись граничные члены, добавленные к действию, и граничные условия, определенные на пространственной бесконечности). Вы не можете описать, что есть во вселенной, без обсуждения, что через границу входит внутрь и уходит наружу вселенной. Даже если граница бесконечно удалена.

В практике ОТО мы часто используем пространства с бесконечными границами как удобные модели изолированных систем. Рассмотрим галактику. В действительности она является малой частью вселенной, но для некоторых целей мы можем захотеть смоделировать ее как изолированную: например, мы можем захотеть смоделировать взаимодействие черной дыры в центре со звездами в галактическом диске. Так что мы рисуем границу вокруг галактики и конструируем решение ОТО, содержащее только то, что находится внутри этой границы. Но имеются некоторые технические трудности в работе с информацией, которая должна быть задана на конечной границе. Так что, исключительно для технического удобства, мы идеализируем ситуацию и выталкиваем границу прочь на бесконечность. Это радикально упрощает описание, поскольку мы можем наложить условие, что все вещество в этой модели содержится в одной галактике. Ничто не может прийти извне и уйти вовне, кроме гравитационных волн и света, которые мы можем использовать для наблюдения за галактикой.

    Этот вид использования бесконечных пространств прагматичен, и по нему не может быть возражений. Тот факт, что информация должна быть задана поступающей из бесконечной границы, напоминает нам, что мы работаем с идеализацией, в которой мы вырезаем часть вселенной и описываем ее, как если бы она была всем, что существует. Но бессмысленно моделировать целую вселенную как имеющую внешнюю границу, которая требует конкретизации информации, поступающей из-за пределов бесконечной вселенной. Пока что именно это мы должны делать, если мы используем ОТО как нашу космологическую теорию и берем вселенную как пространственно бесконечную.

Подробнее об этих циклических космологиях см. Paul J. Steinhardt & Neil Turok, Endless Universe Beyond the Big Bang <Бесконечная Вселенная за Пределами Большого Взрыва> (New York: Doubleday, 2007).

Martin Bojowald, "Isotropic Loop Quantum Cosmology" <Изотропная Петлевая Квантовая Космология>, arXiv:gr-qc/0202077v1 (2002);

--------------, "Inflation from Quantum Geometry" <Инфляция из Квантовой Геометрии>, arXiv:gr-qc/0206054vi (2001);

--------------, "The Semiclassical Limit of Loop Quantum Cosmology" <Полуклассический Предел Петлевой Квантовой Космологии>, arXiv:gr-qc/0105113v1 (2001);

--------------, "Dynamical Initial Conditions in Quantum Cosmology" <Динамические Начальные Условия в Квантовой Космологии>, arXiv:gr-qc/0104072v1 (2001) и

Shinji Tsujikava, Parampreet Singh, & Roy Maartens, "Loop Quantum Gravity Effects on Inflation and CMB" <Эффекты Петлевой Квантовой Гравитации в Инфляции и Космический Микроволновой Фон>, arXiv:astro-ph/0311015v3 (2004).

Jean-Lac Lehners, "Diversity in the Phoenix Universe" <Разнообразие во вселенной Феникса>, arXiv:1107.4551v1 [hep-th] (2011).

Roger Penrose, Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe <Круги Времени: Экстраординарно Новый Взгляд на Вселенную> (New York: Knopf, 2011).

См. утверждения, что круги обнаружены, в:

к оглавлению V. G. Gurzadyan & R. Penrose, "CCC-Predicted Low-Variance Circles in CMB Sky and LCDM" <Предсказанные Конформной Циклической Космологией Низко-Дисперсные Круги в Небе Космического Микроволнового Фона и LCDM Модель >, arXiv:1104.5675v1 [astro-ph.CO] (2011);

--------------, "More of the Low-Variance Circles in CMB Sky" <Еще о Низко-Дисперсных Кругах в Небе Космического Микроволнового Фона>, arXiv:1012.1486v1 [astro-ph.CO] (2010);

--------------, "Concentric Circles in WMAP Data May Provide Evidence of Violent Pre-Big-Bang Activity" <Концентрические Круги в Данных WMAP Могут Обеспечить Подтверждение Бурной Активности Перед Большим Взрывом>, arXiv:1011.3706v1 [astro-ph.CO] (2010).

    Некоторые статьи утверждают, что это согласуется с шумом:

I. K. Wehus & H. K. Eriksen, "A Search for Concentric Circles in the 7-Year WMAP Temperature Sky Maps" <Поиск Концентрических Кругов в 7-Летних Картах WMAP Температуры Неба>, arXiv:1012.1268v1 [astro-ph.CO] (2010);

Adam Moss, Douglas Scott, & James P. Zibin, "No Evidence for Anomalously Low-Variance Circles on the Sky" <Отсутствие Подтверждения Аномально Низко-Дисперсных Кругов в Небе>, arXiv:1012.1305v3 [astro-ph.CO] (2011) и

Amir Hajian, "Are There Echoes from the Pre-Big-Bang Universe? A Search for Low-Variance Circles in the CMB Sky" <Есть ли Эхо от Вселенной До Большого Взрыва? Поиск Низко-Дисперсных Кругов в Небе Космического Микроволнового Фона>, arXiv:1012.1656v1 (2010).

19. Будущее времени

Эта идея реализована в модели в работе Lee Smolin, "Matrix Universality of Gauge and Gravitational Dynamics" <Матричная Универсальность Калибровочной и Гравитационной Динамики>, arXiv:0803.2926v2 [hep-th] (2008).

--------------, "Unification of the State with the Dynamical Law" <Унификация Состояния и Динамического Закона>, arXiv:1201.2632v1 [hep-th] (2012).

Уилер также сказал: "Ни один феномен не является реальным феноменом, пока он не является наблюдаемым феноменом". Я должен сказать, что с возрастом все больше и больше начинаю оценивать его загадочные и провоцирующие требования к нам.

Эпилог

Для дополнительой информации о представленных тут взглядах и для ссылок см. Lee Smolin, "Time and Symmetry in Models of Economic Markets" <Время и Симметрия в Моделях Экономических Рынков>, arXiv:0902.4274v1 [q-fin.GN] (2009).

Для введения в неоклассическую экономику см. Ross M. Starr, General Equilibrium Theory <Общая Теория Равновесия>, 2-nd edition (New York: Cambridge University Press, 2011).

Это показано теоремой Зонненшайна-Мантеля-Дебро или "теоремой вседозволенности", доказанной в 1972 тремя известнейшими экономистами. Один из них, Хьюго Зонненшайн, является не только членом Чикагской школы экономистов, но и служил президентом в этом университете. Hugo Sonnenschein, "Market Excess Demand Functions" <Функции Превышения Рыночного Спроса>, Econometrica, 403, 549-63 (1972). Debreu, G. "Excess Demand Functions" <Функции Превышения Спроса>, Journal of Mathematical Economics 1: 15-21 (1974), doi:10.1016/0304-4068(74)90032-9; R. Mantel, "On the Characterization of Aggregate Excess Demand" <К Характеристике Совокупного Превышения Спроса>, Jour. of Econ. Theory 7: 348-353 (1974), doi:10.1016/0022-0531(74)90100-8.

W. Brian Arthur, "Competing Technologies, Increasing Returns, and Lock-In by Historical Events" <Конкурирующие Технологи, Растущие Отдачи и Замкнутость Исторических Событий>, Econ. Jour. 99:394, 116-31 (1989).

Pia Malaney, "The Index Number Problem: A Differential Geometric Approach" <Проблема Числа Индексов: Подход Дифференциальной Геометрии>, Harvard PhD thesis, 1996.

Идеи Мелани и Вайнштейна побудили Самуэля Вазгуеза, тогда постдока Института Периметра, измерить зависимость от пути в реальных рыночных данных. То, что он сделал, было невозможным и еретическим в рамках неоклассической экономической теории, но это было в реальных данных, показывающих, что существование фондов с успешной стратегией лонг-шорт арбитража подтверждает, что на самом деле имеется кривизна, а следовательно,

к оглавлению зависимость от пути на рынке. Samuel E. Vazguez & Simon Farinelli, "Gauge Invariance, Geometry and Arbitrage" <Калибровочная Инвариантность, Геометрия и Арбитраж>, arXiv:0908.3043v1 [q-fin.PR] (2009).

Vince Darley & Alexander V. Outkin, A NASDAQ Market Simulation: Insights on a Major Market from the Science of Complex Adaptive Systems <Моделирование Рынка NASDAQ: Взгляд на Глобальные Рынки со Стороны Науки о Сложных Адаптивных Системах> (World Scientific, 2007).

Я вижу начало этой общей концепции в том факте, что как биолог-теоретик Стюарт Кауфман, так и философ права Роберто Мангабейра Унгер говорят о необходимости сформулировать свои области в терминах смежной возможности - набора следующих шагов - а не в абстрактных вневременных пространствах всех возможных конфигураций.

Следствия этих двух принципов разработаны дальше в Главе 17 моей книги 2006 года, Неприятности с Физикой.

Заметим, что взаимосвязи это в точности то, что выражает математика. Ни числа не имеют внутренней сущности, ни точки в пространстве; они полностью определяются своим положением в системе чисел или точек - все свойства которых должны быть связаны с их взаимоотношениями с другими числами или точками. Эти взаимоотношения закреплены в аксиомах, которые определяют математическую систему. Если значение имеет что-то большее, чем взаимоотношения и взаимодействия, то это за пределами математики.