Уродливая Вселенная. Как поиски красоты заводят физиков в тупик: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

«Точно. У него там девять мультивселенных. Девять! И использует он очень скользкий аргумент. Получается, по эту сторону – Мартин Рис, который говорит, что Вселенная не кончается за нашим горизонтом видимости, поэтому в некоем смысле это мультивселенная. Конечно я соглашусь! Чуть дальше – хаотическая инфляция Андрея Линде с бесконечным множеством пузырей-вселенных. Еще намного дальше – ландшафт теории струн, где физика в каждом из пузырей разная. А еще дальше – математическая мультивселенная Тегмарка. А вон там, далеко-далеко – люди вроде [Ника] Бустрёма, утверждающего, что мы живем в компьютерной симуляции. Это уже даже не псевдонаука, это фантастика».

«По своей сути это современная версия вселенной с механическим заводом. Тогда были болты и шестеренки, теперь квантовые компьютеры», – говорю я.

«Да, – соглашается Джордж. – Но ведь Брайан Грин в своей книге называет эту версию возможной. А когда люди пишут о подобном как о возможном с точки зрения науки, я удивляюсь: до какой степени можно поверить в то, что они выдумывают? Это же просто нелепость! А что же еще, если вы не можете полагаться на то, что они говорят?»

Не думаю, что у нас так уж много расхождений во мнениях, как считает Джордж.

«Мне не все равно, потому что в науке много доверия, – продолжает он. – Возьмем Большой адронный коллайдер – я доверяю тем, кто ставит эксперименты. И коллаборация “Планк”[106] – я им доверяю. Доверие много значит в науке. А если появляются люди, которые говорят, будто действительно возможен вариант, что мы живем в симуляции, я не могу доверять им как ученым, да и как философам тоже».

Во время экспериментов Большой адронный коллайдер создает около миллиарда протон-протонных столкновений в секунду. Такой объем данных слишком огромен даже для вычислительных мощностей ЦЕРН. Поэтому события фильтруются в реальном времени и отбраковываются, если алгоритм не помечает их как интересные. Из миллиарда событий этот «механизм срабатывания» сохраняет лишь сотню-другую ¹⁸². Мы доверяем экспериментаторам – что они все делают правильно. Мы вынуждены им доверять, ведь не каждый ученый способен досконально проверить работу всех остальных. Это нереально, мы бы так никогда никуда не сдвинулись. Без взаимного доверия наука не работает.

ЦЕРН последние десять лет удаляет данные, в которых содержится ключ к новой фундаментальной физике… Вот что я бы назвала кошмарным сценарием.

«Я не против мультивселенной, – говорит Джордж. – Я просто против того, чтобы называть такое наукой в общепризнанном смысле этого слова. Если люди так говорят, они хотят ослабить требование проверяемости».

«К предположению о существовании мультивселенной они пришли, следуя неплохой цепочке рассуждений. Но теперь так много шагов отделяет мультивселенную от надежно установленной физики! Каждый шаг кажется отличной идеей, но все они – непроверенные экстраполяции из известной физики. Раньше ведь как было: выдвигаешь гипотезу – проверяешь этот шаг, затем делаешь следующее предположение – проверяешь и этот этап и так далее. Без такой проверки на соответствие действительности мы окажемся на неверном пути».

«Но это оттого, что экспериментальные проверки очень трудны, – замечаю я. – А что нам делать дальше?»

«Думаю, мы должны вернуться назад и начать с некоторых базовых принципов. Например, нам нужно переосмыслить основания квантовой механики, поскольку в ней не разрешена проблема измерения. Когда же на самом деле происходит измерение? Скажем, когда фотон испускается или поглощается. И как вы это описываете? Используете квантовую теорию поля. Но возьмите любой учебник по квантовой теории поля – и вы не найдете в нем ничего о проблеме измерения».

Я киваю. «В них просто рассчитываются вероятности, но никогда не обсуждается, как эти вероятности превращаются в результаты измерений».

«Именно. Поэтому нам нужно вернуться назад и переосмыслить проблему измерения».

Следующий принцип, рекомендуемый Джорджем, – не работать с бесконечностями.

«Когда люди говорят о бесконечностях, возникают всевозможные парадоксы. Я вообще-то писал об этом еще в 1970-х ¹⁸³. Пример я тогда привел следующий: ДНК – это конечный код, поэтому, если вероятность жизни ненулевая, в достаточно большом объеме пространства вы рано или поздно исчерпаете все возможные комбинации генетического кода и в итоге получите бесконечное число генетически идентичных близнецов. Понимаете, если у вас бесконечная вселенная, то, как только вероятность отклоняется от нуля, вы получаете бесконечное число осуществлений всего, что может произойти».

«Тема бесконечности – один из моих пробных камней, – продолжает Джордж. – Гильберт написал о нефизической природе бесконечности еще в 1925 году ¹⁸⁴. Он сказал, что бесконечность нужна, чтобы сделать математику полной, но не реализуется нигде в физической Вселенной. Физики в наши дни, похоже, считают, что могут обращаться с бесконечностью просто как с еще одним большим числом. Но по своему смыслу бесконечность совсем не похожа ни на одно конечное число. Она никогда не сможет реализоваться, сколько бы вы ни ждали и что бы ни делали. Она всегда вне досягаемости».

«Поэтому я считаю, что это следует воспринимать как философский основополагающий принцип: ничто из физически реального не бесконечно. У меня нет возможности это доказать – это может быть верно, а может быть неверно. Но нам следует использовать это в качестве принципа», – заключает Джордж.

«Меня как раз смущает, что физики в других областях действительно используют отсутствие бесконечности как принцип», – говорю я.

«Используют?»

«Да, когда у нас в функции появляется бесконечность, мы полагаем, что это нефизично, – объясняю я. – Однако нет никаких веских математических причин, почему теория не должна содержать бесконечностей. Это философское требование, превратившееся в математическое допущение. Люди говорят об этом, но никогда не фиксируют. Вот почему я говорю, что оно оказывается затерянным в математике. Мы используем множество допущений, в основе своей философских, но не обращаем на них внимания».

«Верно, – соглашается Джордж. – Проблема в том, что определенная часть философов, несущих всякий вздор – та знаменитая шутка Сокала и прочее, – отвратила физиков от философии. И действительно есть философы, которые – с научной точки зрения – несут чепуху. Но тем не менее, занимаясь физикой, вы всегда используете философию как основу, и есть много хороших философов, таких как Джереми Баттерфилд, Тим Модлин, Дэвид Алберт, очень грамотных в том, что касается взаимоотношений между наукой и философией. И всем нужно выстраивать хорошие рабочие отношения с ними. Потому что они помогут увидеть, каковы основания и как лучше всего поставить вопрос».

Философия разрывов

В 1996 году профессор физики Алан Сокал отправил в научный журнал статью-розыгрыш под названием «Нарушая границы: к трансформативной герменевтике квантовой гравитации». Журнал принял ее к публикации. Тот факт, что рецензенты и редакторы журнала не сумели отличить очевидную бессмыслицу от научной работы, травмировал философов и придал физикам уверенности в собственном превосходстве.

Мистификация Сокала – одна из причин, почему у философов и физиков, особенно тех, кто занимается фундаментальными вопросами, отношения сейчас натянутые. Я знаю много физиков, использующих слово «философия» как ругательство, и даже те, кто симпатизирует исканиям философов, опасаются его произносить.

И это понятно. Я слышала, что философы заново изобретают аргументы, давным-давно отринутые физиками как неверные, беспокоятся из-за парадоксов, которые физики уже много лет назад разрешили, и логически выводят, какими должны быть законы природы, игнорируя то, каковы те на самом деле. В общем, есть, на беду, много философов, не замечающих своей некомпетентности.

Но то же можно сказать и о физиках, и я бы не удивилась, если бы некоторые философы сказали подобное и обо мне. Физики полагаются на философские аргументы чаще, чем желают признавать, и я точно не исключение. Нам довольно легко отвергать философию как бесполезную – потому что она бесполезна.

Ученые в своих профессиональных поисках крайне целеустремленные, они заинтересованы в обретении новых знаний, только если есть шанс, что те продвинут вперед их исследование. Но я еще не нашла философа, который действительно придумал что-то такое, с чем физик мог бы работать. Даже философы, понимающие физику, судя по всему, довольствуются анализом и критикой того, что делаем мы. Приносить пользу не входит в круг их задач.

Мой опыт тут совершенно типичен. Я готова подписаться под словами Лоуренса Краусса: «Как практикующий физик… я – и большинство коллег, с кем я обсуждал этот вопрос, – считаю, что философские дискуссии о физике и природе науки не особенно полезны и оказывают мало влияния или не оказывают его вовсе на прогресс в моей области»¹⁸⁵. Стивен Вайнберг высказал похожее замечание: «…Знание философии, похоже, бесполезно для физиков»¹⁸⁶. А Стивен Хокинг вообще сказал, что философия «мертва. Она не поспевает за современным развитием науки, особенно физики. Теперь исследователи, а не философы держат в своих руках факел, освещающий наш путь к познанию»¹⁸⁷[107].

Один из ответов на эти заявления дал Массимо Пильюччи, философ из Городского университета Нью-Йорка. Он просто признал, что «задача философии состоит не в том, чтобы развивать науку»¹⁸⁸. Что ж, поскольку задача философии состоит не в том, чтобы развивать науку, нетрудно понять, почему ученые не находят философию полезной.

Однако мне определенно не следовало бы позволять одному философу говорить от лица всего сообщества. И поэтому я пришла в восторг, обнаружив, что Тим Модлин согласен: «физика нуждается в философии» и физики настаивают на пользе, поскольку «философский скептицизм сосредотачивается на концептуальных слабых местах в теориях и аргументах»¹⁸⁹. Превосходно. Но, черт возьми, где вы были? Где были вы двадцать лет назад, десять? Где вы были, пока мы вгоняли себя в этот бардак?

[106] «Планк» – астрономический спутник Европейского космического агентства, с 2009 по 2013 год создававший карту температурных флуктуаций реликтового излучения. Часть полученных данных до сих пор обрабатывается.

[107] Хокинг С., Млодинов Л. Высший замысел. М.: АСТ, 2017. – Прим. перев.