Макс Тегмарк - Наша математическая вселенная. В поисках фундаментальной природы реальности
1. Как может пространство не быть бесконечным?
2. Как бесконечное пространство может быть создано за конечное время?
3. Куда расширяется Вселенная?
4. Где именно в пространстве произошел наш Большой взрыв?
5. Произошел ли наш Большой взрыв в одной точке?
6. Если возраст нашей Вселенной всего 14 млрд лет, то как мы видим объекты на расстоянии 30 млрд световых лет?
7. Не нарушают ли галактики, удаляющиеся быстрее света, теорию относительности?
8. Галактики действительно удаляются от нас – или это пространство расширяется?
9. Расширяется ли Млечный Путь?
10. Найдены ли следы сингулярности Большого взрыва?
11. Не нарушает ли закон сохранения энергии возникновение материи почти из ничего в ходе инфляции?
12. Что стало причиной нашего Большого взрыва?
13. Что было до нашего Большого взрыва?
14. Какова окончательная судьба нашей Вселенной?
15. Что такое темная материя и темная энергия?
16. Действительно ли мы несущественны для Вселенной?
На одиннадцать вопросов мы ответим в следующих четырех главах. Но сначала вернемся к детсадовскому вопросу, центральному для всей первой части книги: тянется ли космос бесконечно?
Насколько огромен космос?
Однажды отец дал мне совет: «Если ты задумался над сложным вопросом, на который не можешь ответить, займись сначала более простым вопросом, на который не можешь ответить». Последуем этому совету и выясним, какой минимальный размер должно иметь пространство, чтобы не противоречить наблюдениям. На рис. 2.1 показано, как поразительно выросли эти размеры: сегодня мы знаем, что пространство по крайней мере в миллиард триллионов (1021) раз превышает наибольшие расстояния, знакомые древним охотникам и собирателям, – те, что они могли пройти за время своей жизни.
Более того, на рисунке видно, что расширение наших горизонтов было не уникальным событием, а повторялось многократно. Всякий раз, когда людям удавалось заглянуть дальше и построить карту более крупных структур Вселенной, мы обнаруживали, что все известное нам прежде является частью чего-то большего. Как показано на рис. 2.2, наша родина – это часть планеты, которая является частью Солнечной системы, которая является частью Галактики, которая является частью паттерна скоплений галактик, который является частью наблюдаемой Вселенной, которая является частью одного или более уровней параллельных вселенных.
Рис. 2.1. Нижнее ограничение на размер нашей Вселенной постоянно растет. Заметьте, что шкала на вертикальной оси очень крутая: с каждым делением размеры возрастают в 10 раз.
Люди думали, что все видимое – это и есть все существующее, и высокомерно помещали себя в центр мироздания. Таким образом, недооценка была лейтмотивом наших поисков понимания космоса. И все же рис. 2.1 отражает и другую мысль, вдохновляющую меня: мы многократно недооценивали не только размеры космоса, но и силу человеческого разума, способного его понять. У наших пещерных предков был такой же большой мозг, как и у нас, и поскольку они не тратили вечера на просмотр телевизора, я уверен, что они задавались вопросами вроде: «Что это там такое в небе?» или «Откуда это все взялось?» Они пересказывали друг другу красивые мифы и легенды, но им и в голову не приходило, что они способны найти настоящие ответы на эти вопросы. И что секрет заключается не в освоении полетов в космос для изучения небесных тел, а в том, чтобы позволить взлететь разуму.
Нет лучшей гарантии неудачи, чем признать, что успех невозможен, а значит, не надо и пытаться. Задним числом кажется, что многие великие прорывы в физике могли случиться раньше, поскольку необходимые инструменты уже существовали. Проведем аналогию с хоккеем: люди не забивали шайбу в пустые ворота просто потому, что считали свою клюшку сломанной. В следующих главах я поделюсь впечатляющими примерами того, как Исаак Ньютон, Александр Фридман, Георгий Гамов и Хью Эверетт преодолели эту неуверенность. Мне очень нравится высказывание нобелевского лауреата Стивена Вайнберга: «Так часто бывает в физике – ошибка не в том, что мы слишком серьезно относимся к своим теориям, а в том, что не воспринимаем их достаточно серьезно».
Рис. 2.2. Наша родина – это часть планеты (слева ), которая является частью Солнечной системы, которая является частью Галактики (посередине слева ), которая является частью паттерна скоплений галактик (посередине справа ), которая является частью наблюдаемой Вселенной (справа ), которая может быть частью одного или более уровней параллельных вселенных.
Размеры Земли
С древности люди замечали, что у корабля, уходящего за горизонт, корпус исчезает из виду раньше парусов. Это наводило на мысль, что поверхность океана искривлена и что Земля имеет сферическую форму, подобно Солнцу и Луне. Древние греки обнаружили прямое тому подтверждение, заметив, что Земля во время лунного затмения отбрасывает на Луну круглую тень (рис. 2.3 ). Хотя размеры Земли нетрудно оценить по виду парусных судов, Эратосфен около 2,2 тыс. лет назад выполнил более точные измерения, догадавшись, как воспользоваться для этого измерением углов. Он знал, что в египетской Сиене в день летнего солнцестояния Солнце в полдень оказывалось прямо над головой, однако в Александрии, расположенной на 794 км севернее, оно в это время находилось на 7,2° южнее зенита. Отсюда ученый вывел, что перемещение на 794 км соответствует прохождению 7,2° из 360° окружности Земли, а значит, длина этой окружности составляет около 794 км × 360° / 7,2° ≈ 39,7 тыс. км, что удивительно близко к современному значению (40 тыс. км).
Рис. 2.3. Во время лунного затмения Луна проходит сквозь тень, отбрасываемую Землей (вверху ). Более двух тысяч лет назад Аристарх Самосский сравнил размер Луны с размером земной тени во время лунного затмения и верно определил, что Луна примерно в 4 раза меньше Земли. (Мультиэкспозиционная фотография Скотта Иварта.)
Занятно, что Христофор Колумб глубоко заблуждался, положившись на позднейшие, менее точные расчеты и перепутав арабские мили с итальянскими, отчего пришел к выводу, что ему нужно проплыть всего 3,7 тыс. км, чтобы достичь Востока, тогда как действительное расстояние составляло 19,6 тыс. км. Ясно, что он не получил бы средства на экспедицию, если бы сделал правильные расчеты, и, очевидно, он бы не выжил, если бы ему не подвернулась Америка. Так что иногда везение оказывается важнее правоты.
Расстояние до Луны
Затмения долго порождали страх, трепет и мифы. (Колумб, попав на Ямайке в затруднительное положение, сумел испугать аборигенов, «предсказав» лунное затмение 29 февраля 1504 года.) Однако затмения дают и замечательную возможность оценить размеры космоса. Аристарх Самосский заметил (рис. 2.3 ): когда Земля оказывается между Солнцем и Луной и происходит лунное затмение, тень Земли, падающая на Луну, имеет искривленный край, причем круглая тень Земли в несколько раз больше Луны. Аристарх также понимал, что эта тень немного меньше самой Земли, поскольку Земля меньше; он учел это в своих вычислениях и пришел к выводу, что Луна примерно в 3,7 раза меньше Земли. Поскольку Эратосфен уже определил размер Земли, Аристарх просто поделил его на 3,7 и получил размеры Луны! По-моему, именно тогда человеческое воображение наконец оторвалось от Земли и начало завоевывать космос. Великое множество людей до Аристарха смотрело на Луну, но он первым смог определить ее размеры. Он совершил открытие благодаря силе своей мысли, а не полету на ракете.
Один научный прорыв нередко ведет к следующему. Определение размеров Луны сразу позволило определить расстояние до нее. Вытяните перед собой руку и посмотрите, какие предметы вы можете заслонить мизинцем. Угол, который он закрывает, составляет около 1°, и это примерно вдвое больше, чем нужно, чтобы закрыть Луну – проверьте сами, когда ее увидите. Чтобы объект перекрыл угол в полградуса, расстояние до него должно быть примерно в 115 раз больше его размеров. Если, глядя из окна самолета, вы можете половиной мизинца закрыть 50-метровый (олимпийского размера) плавательный бассейн, то вы находитесь на высоте 115 × 50 м = 6 км. Аристарх рассчитал, что расстояние до Луны в 115 раз больше ее размера, что дало значение в 30 раз больше диаметра Земли.
Как ответить на вопрос о сущности жизни, Вселенной и т.п.? В юмористическом фантастическом романе Дугласа Адамса "Автостопом по Галактике" ("The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy") компьютер выдал ответ в виде цифры: "42". Однако сложнее всего найти правильный ответ. Понимаю, Дуглас Адамс пошутил. Но и он не станет отрицать, что математика внесла огромный вклад в раскрытие тайн Вселенной.
Бозон Хиггса предсказан все тем же инструментом, что и планета Нептун, и радиоволны - при помощи математики. Как известно, Галилей заявил, что Вселенная является "великой книгой", написанной на языке математики. Почему же наша Вселенная кажется нам столь математичной? Как это понимать? В моей новой книге "Наша математическая Вселенная" я разъясняю, что Вселенная не просто описывается при помощи математики, но она сама и есть математика в том смысле, что все мы представляем собой элементы гигантского математического объекта, который в свою очередь является частью мультивселенной - столь гигантской, что по сравнению с ней остальные мультивселенные, о которых говорили в последние годы, выглядят малыми.
Кругом одна математика!
О какой такой математике мы собираемся говорить? О математике, изучающей лишь числа? Оглянитесь вокруг себя, и вы, наверное, сможете увидеть где-нибудь небольшое количество каких-нибудь цифр (скажем, номера страниц в свежем выпуске журнала "Scientific American"), но эти цифры - всего лишь символы, придуманные и напечатанные людьми, поэтому когда мы говорим о том, что Вселенная по своей сути является математическим объектом, то мы, конечно же, не эти цифры имеем в виду.
Многие люди приравнивают математику к арифметике - здесь сказывается влияние нашей системы образования. Однако, вопреки распространенному мнению, математики изучают и другие абстрактные структуры, гораздо более разнообразные, чем числа, - в том числе и геометрические объекты. Например, нас постоянно окружает множество всяких геометрических фигур и тел, не так ли? (Вещи, созданные человеком, типа моей книги в виде параллелепипеда, здесь мы в расчет не берем.) Бросьте камешек параллельно земле, и вы увидите, сколь совершенна линия траектории, созданная природой! Траектории брошенных тел представляют собой разновидности перевернутой параболы.
Зададим еще один вопрос: по какой орбите движутся космические тела? И здесь мы обнаружим разные виды одной и той же фигуры - эллипса. Интересно отметить, что парабола и эллипс родственны друг другу: если большую ось эллипса сильно вытянуть, то эллипс все больше и больше будет стремиться к параболе; таким образом, все траектории, в приближении являются разновидностями эллипса.
Постепенно люди обнаружили множество других форм и фигур, проявлявших себя в природе не только во время движения или под действием силы тяжести, но и при изучении других явлений - электричества, магнетизма, света, теплоты, химических процессов, радиоактивности и субатомных частиц. Именно эти формы как раз и воплощены в законах физики, которые можно описать с помощью математических уравнений так же, как мы описываем форму эллипса.
Уравнения - не единственные проявления математики. Помимо них есть еще и числа.
Точная карта космоса подтверждает идею бесконечной плоской Вселенной Астрономы измерили с точностью до 1% дистанции между галактиками на расстоянии более шести миллиардов световых лет от нас, что позволило им сделать выводы о форме Вселенной.В данном случае я говорю не о цифрах - человеческих изобретениях (типа номеров страниц, проставленных в этой книге), а о числах, которые отражают основные свойства нашей физической реальности. Например, сколько нужно взять карандашей и расположить их таким образом, чтобы они были перпендикулярны, т.е. под углом 90 градусов друг другу? - Три карандаша. Посмотрите, например, на любой угол в своей квартире, и там вы также увидите три ребра при вершине. Откуда взялось именно число три? Мы называем это число размерностью нашего пространства, но почему она равна именно трем, а не четырем или двум или сорока двум? И почему во Вселенной существует, насколько мы можем судить, ровно шесть видов кварков? Кроме того, при описании природы мы также используем числа, называемые десятичными, когда, например, говорим, что "протон в 1836,15267 раз тяжелее электрона". Всего из 32 таких чисел физики могут получить и любую другую физическую константу из тех, которые когда-либо были найдены.
Вселенной свойственна некая математичность, которая проявляется тем больше, чем глубже человек проникает во Вселенную. Словом, как же быть со всеми этими проявлениями математики в окружающем нас физическом мире? Большинство моих коллег-физиков всего лишь ограничиваются выводом, что природа по какой-то причине описывается на языке математики, по крайней мере приблизительно. Но я убежден, что надо идти дальше. Интересно, найдете ли вы в моей теории больше смысла, чем тот профессор, который сказал, что она погубит мою научную карьеру?
Гипотеза о математической Вселенной
Я был очарован этой математичностью мироздания еще будучи аспирантом. Как-то вечером 1990-го года в Беркли, когда я вместе со своим другом Биллом Пуарье сидел и рассуждал о природе вещей, мне вдруг пришла в голову мысль: окружающая нас реальность не просто описывается математикой - она сама является математикой, правда в очень специфическом смысле; причем я говорю не о некоторых сторонах реальности, но о всей реальности целиком, включая человека.
Мое первоначальное предположение - т.е. гипотеза об окружающей нас реальности - формулировалось так: существует внешняя физическая реальность, которая совершенно не зависит от человека. Когда мы из какой-нибудь теории выводим некие умозрительные конструкции, то для удобства обозначения приходится вводить новые понятия и слова, например, "протон", "атом", "молекула", "клетка", "звезда" и т.д. Необходимо помнить, что все эти понятия созданы людьми, однако, в принципе, все может быть описано и без субъективного влияния человека.
Но если предположить, что реальность существует независимо от человека, то для ее полного описания понадобится также помощь и внеземных существ или суперкомпьютеров, которым не ведомы наши научные концепции. Так возникла гипотеза о математической Вселенной, которая утверждает, что внешняя физическая реальность является математической структурой.
Представим, что вы захотели, например, описать траекторию полета победного баскетбольного мяча, запущенного игроком за несколько секунд до окончания игры. Поскольку мяч состоит из элементарных частиц (кварков и электронов), то, в принципе, можно описать траекторию каждой частицы без ссылки на траекторию баскетбольного мяча, например, так:
частица № 1 движется по параболе;
частица №2 движется по параболе;
…
Частица № 138314159265358979323846264 движется по параболе.
Конечно, такой способ описания движения каждой из частиц мяча крайне непрактичен, ведь чтобы описать траектории всех частиц понадобится времени больше, чем возраст Вселенной. Но этого и не нужно делать, поскольку можно рассматривать не каждую частицу в отдельности, а их совокупность, которая двигается как единое целое - именно для обозначения этого единого целого люди изобрели слово "мяч", что позволяет нам сэкономить время и в дальнейшем описывать движение всей совокупности частиц целиком.
Мяч изобретен человеком, но сказанное выше точно так же относится и к другим природным объектам, таким как молекулы, скалы, звезды - этим объектам мы даем названия для экономии времени, а также для того, чтобы нагляднее представить себе эти явления природы. Слова-обозначения полезны, однако мы даем их по своему собственному усмотрению и произволу.
И здесь возникает вопрос: а возможно ли вообще найти такое описание окружающего нас мира, которое бы не зависело от нашего субъективного мнения? Если оно возможно, тогда получится, что описание объектов окружающего мира и отношений между ними окажется полностью абстрактным, а любые слова и символы превратятся в простые этикетки-указатели, не зависящие от мнения человека. В таком случае отношения между объектами и будут считаться их свойствами.
Для ответа на поставленный вопрос нужно иметь более глубокое представление о математике. По мнению специалистов-логиков, математическая структура представляет собой множество абстрактных объектов, на котором заданы отношения. Данный подход резко контрастирует с тем, как большинство из нас представляет себе математику (скажем, в виде наказания или всяких там фокусов с числами).
Итак, современная математика занимается формальным описанием структур, которые могут быть определены абстрактно, т.е. без какого-либо субъективного человеческого вмешательства. Скажем, математические символы - это всего лишь пустые этикетки без внутреннего смысла. Не имеет никакого значения, как мы записываем простую операцию сложения - словами ("два плюс два равно четыре"), в виде формулы ("2 + 2 = 4") или на каком-нибудь языке, например, по-испански ("dos mas dos igual a cuatro"). Как именно мы будем обозначать сущность и отношения - не столь важно; мы знаем, что единственными свойствами целых чисел являются лишь те, с помощью которых обозначаются отношения между ними. Получается, что человек не изобретает математические структуры - он их обнаруживает, а потом лишь изобретает знаки для их обозначения.
Таким образом, нужно выделить два ключевых момента: 1) гипотеза об объективном существовании мира вне человека предполагает, что "теория всего" (полное описание физической реальности) не зависит от субъективного мнения человека, и 2) любой вариант объективного описания реальности представляет собой некую математическую структуру. Из этого вытекает гипотеза о математической Вселенной (т.е. что окружающая нас физическая реальность, описываемая "теорией всего", есть ни что иное как математическая структура). Словом, если вы верите в то, что существует не зависимый от человека физический мир, то вы, следовательно, должны также верить и в то, что наша физическая реальность - это математическая структура. Все в нашем мире полностью математично, в том числе и каждый человек.
Жизнь, очищенная от субъективности
Выше мы показали, как люди привносят свое субъективное мнение в описание окружающего мира. Теперь давайте посмотрим с другой стороны: каким образом математическая абстракция может раскрыть объективную сущность, очистив ее от привнесенной человеком субъективности. Рассмотрим знаменитую в шахматах "Бессмертную партию", в которой белым для достижения победы пришлось пожертвовать большим количеством фигур - обеими ладьями, слоном, ферзем, и поставить мат при помощи двух коней, слона и нескольких пешек [знаменитая "Бессмертная партия" была сыграна в 1851 г. - прим. перев.]. Когда любители шахмат называют эту партию красивой, то они имеют в виду не привлекательность игроков, шахматной доски или фигур, а более абстрактную сущность, которую можно было бы назвать абстрактной игрой, или последовательностью ходов.
Шахматы состоят из множества абстрактных объектов (различные шахматные фигуры, квадраты двух цветов на доске и т.д.), на котором заданы отношения. Например, отношение между шахматной фигурой и квадратом заключается в том, что фигура на нем стоит. Другой вид отношения: фигура ходит по определенным клеткам. Иными словами, описывать множество фигур на шахматной доске и отношения между ними можно по-разному, например, задать их на самой доске, использовать словесное описание на английском или, скажем, испанском языке или же обозначать алгебраически. Но если мы отбросим придуманные нами описания, то что же останется? Каков объект, которые они все описывают? - Ответ: "Бессмертная партия" сама по себе, шахматная партия как абстракция. Иными словами, все предпринятые нами эквивалентные описания этой партии говорят об одном и том же - об уникальной математической структуре, которая лежит в основе шахматной партии.
Гипотеза о математической Вселенной предполагает, что мы живем, так сказать, в "реляционной реальности" в том смысле, что свойства окружающего нас мира проистекают не от свойств ее конечных строительных кирпичей, но от отношений между этими кирпичами. Следовательно, окружающая нас физическая реальность не сводится к сумме своих частей, а превосходит ее в том смысле, что эта реальность может обладать множеством каких-то своих уникальных свойств, в то время как ее части не имеют внутренних свойств вообще. Получается, что окружающий нас мир не только описывается с помощью математики, но он сам и есть математика. Опираясь на этот несколько безумный вывод, мы получаем, что люди - это части гигантского математического объекта, обладающие самосознанием. Вследствие сказанного, как я утверждаю в книге, снижается статус таких известных нам понятий, как "случайность", "сложность" и даже переоценивается понятие "иллюзии". Теперь можно предположить существование невиданных ранее параллельных вселенных, настолько обширных и необычных, что по сравнению с ними все вышеупомянутые странные вселенные бледнеют, вынуждая нас отказаться от многих наших наиболее глубоких представлений о реальности.
Когда сталкиваешься с такой гигантской реальностью, то чувствуешь себя маленьким и беспомощным. Люди испытывали подобные чувства и раньше, когда вдруг узнавали, что окружавший их конечный мир на самом деле является лишь небольшой частью более крупной структуры - так было в случае с нашей планетой и Солнечной системой, нашей Галактикой и Вселенной, а, возможно, и всей иерархией параллельных вселенных, вложенных одна в другую по типу русских матрешек. Тем не менее в этом подходе я также вижу большой потенциал, поскольку мы постоянно недооцениваем не только размеры нашей Вселенной, но и мощь человеческого разума, способного ее разгадать. У наших предков, живших в пещерах, объем головного мозга был такой же как и у нас, а поскольку они не сидели по вечерам у телевизоров, то у них, конечно, было время задаться такими, например, вопросами: "Что это за штуки светятся там, на небе?" или "Откуда все это на небе взялось?" Для объяснения они придумали красивые мифы и байки, но им так и не удалось понять, что для получения ответов на эти вопросы главный инструмент находился в них самих. И для того, чтобы изучать небесные объекты, совсем не надо лететь самому в космос, - достаточно, чтобы заработал человеческий разум. Когда человеческое воображение впервые покинуло Землю и приступило к расшифровке тайн Вселенной, то делало оно это силой разума, а с помощью не ракетной тяги.
Для чего он перехватил кредит, подставив частного предпринимателя? Миллион, конечно, куш немалый, но Хан примерно представлял себе, сколько миллионов оборачивается в экономической империи под вывеской "Самсон". Тогда зачем ему понадобился именно этот? Вывод напрашивался только один: Хана заманивали в ловушку. Так в Индии охотятся на тигра, привязав в чаще блеющего козленка. Для городских джунглей сгодился частный предприниматель, желающий вести с Ханом переговоры. Козлик, мать его!.. Тигры, они на козликов, конечно, падки. Но бывают хищники особой породы – людоеды. Они появляются всегда не там и не тогда, где и когда их поджидают в засаде. Внезапно возникают сзади и хватают не козлика, а охотника!
Первая западня – "Опель". Допустим, подкараулят возле него пацаны предприимчивого козлика и уволокут. А потом всплывут видеоматериалы о том, как ему выкручивали руки, а вслед за ними – письменное заявление козлика, в котором он заблаговременно уведомляет прокуратуру о том, что за ним охотится кровожадный Хан. Пожалуйте, господин Ханурин, на нары, пока тут без вас Итальянец бразды правления в свои белы рученьки возьмет! Осудить Хана, как всегда, не осудят. Но месяца три промурыжат в изоляции от общества, а сами проведут в этом обществе кардинальную перестановку сил.
Вторая ловушка проще и опаснее. Если Хан примет условия частного предпринимателя, тот назначит встречу. Маленький, жалкий, безобидный козлик. По прикидкам Итальянца, Хан обязательно помчится на его телефонное блеяние, позабыв о мерах предосторожности. Тут-то ему и влепят пулю промеж глаз!
Неплохая задумка. Вот только в организации и проведении подобных встреч, именуемых "стрелками", Хану не было равных в Курганске. Он явится на зов, непременно явится. Он покрошит итальянских бойцов и захватит пару языков, которых заставит разговориться на экстренной сходке. И вот тогда Итальянцу придется держать ответ за то, что миллион украл, и за то, что без веских оснований Хана замочить вздумал. Никаких видеокамер, наблюдающих за операцией из кустов, не будет. Ведь Итальянец сам заинтересован в том, чтобы убийство Хана и его охраны прошло без лишних свидетелей.
Приняв решение, Хан наполнился ледяным спокойствием и перестал метаться по комнате. Вызванные бригадиры получили новые распоряжения. Поиски ляховского брата временно приостановить, оставить лишь посты на подступах к банку и квартире. В плен не брать, наблюдать издали. Установить также слежку за театром, сообщая о всех подозрительных передвижениях тамошней шушеры. "Опель" в указанное место пригнать со всей затребованной денежно-документальной начинкой. "Хвост" не оставлять. Немедленно сообщить Хану, если безналичная сумма стронется с предпринимательского счета, и выяснить, куда она перечислена – на подмазывание операторов не скупиться. Управляющего банком за двурушничество казнить, в назидание другим. А Зимин, как только объявится, пусть топает прямиком к Хану. Все.
Как говорили раньше большие люди:
"Оперативка закончена. Все свободны, товарищи".
Правда, у Хана нашлась несколько иная формулировка:
– Разбежались кто куда, мигом!
Повторять, как обычно, не пришлось. Распустив свое засуетившееся воинство, Хан сел в кресло, положил рядом телефонную трубку и стал ждать.
Странно, но ее пластмассовый корпус совершенно не оплавился от его немигающего взгляда.
2
В это же самое время Итальянец, с трудом отсидев положенное на своем государственном посту, вышел в народ – к людям, не облеченным официальными полномочиями, но зато наделенным почти неограниченными возможностями по выкачиванию финансовых соков из родного города.
Но этим вечером посторонние никогда не опознали бы в Итальянце власть и деньги имущего. Как бы отдавая дань безоблачному романтичному прошлому, он по дороге переоделся и предстал перед своим потрясенным окружением в совершенно невообразимом прикиде, заявившись в офис в потертом джинсовом костюме, стремной футболке и не очень белых кроссовках. К тому же впервые за многие годы свершений и побед соратники увидели своего вождя не только плохо выбритым, но и не слишком трезвым.
Сопровождаемый свитой приближенных, телохранителей и лакеев, шагал он по своему дворцу, сверкающему позолотой, хромом, лаком и белозубыми улыбками секретуточек на длиннющих ногах-ходулях. Следом летели взволнованные шушуканья. Как только Итальянец оказался в своем кабинете, небрежный жест смахнул все со стола на пол, а туда были водружены две бутылки, наугад прихваченные из бара.
– Мороз, – попросил он, – откупорь-ка шампусик и тащи два бокала… И не нужно смотреть на меня так осуждающе… Вылупился, как… Слушай! Ты же без очков! Я уже и забыл, какого цвета у тебя глаза!
– Стекло треснуло, – неохотно пояснил Мороз. – Само. А другого такого нет.
Итальянец радостно захохотал:
– Хочешь сказать, что новые очки тебе не по карману, да? Ну ты мастер по ушам ездить!
Мороз даже не улыбнулся в ответ. Вялым, скучным голосом сказал:
– Просто я не люблю менять вещи.
– А хозяев? Хозяев любишь менять?
На это Мороз вообще никак не отреагировал. Аккуратно промокнул уголки глаз платком и молча уставился куда-то поверх головы веселящегося Итальянца. Почувствовав себя глупо, тот плавно свел смех к покашливанию и сменил тему разговора:
– Ладно, проехали. Наливай. Попробуем, что за "Ив Роше" такое… Тьфу! – выплюнул он напиток себе под ноги. – Какое же это шампанское! Полная туфта! Вода, спирт, сахарный сироп плюс ароматизатор. Привкус чувствуешь?
– Персик.
– Вот именно, что персик. Хорошо еще, что не тыква. Настоящее шампанское бывает только виноградным, учти… Ладно, тогда давай мы с тобой коньячок "Метакса" попробуем. Греция нам его сроду не поставляла, так что не вздумай такую конину в магазинах покупать… Но эта "Метакса" – настоящая. Знакомые греки одарили.
Пригубив из вежливости коньяк, налитый нетвердой хозяйской рукой, Мороз отставил рюмку, всем своим видом показывая, что тяготится непривычным поведением Итальянца. У них назрели более серьезные темы для обсуждения, чем качество напитков и уровень увеселительных заведений, в которых сиживал босс во время последнего вояжа по Европе.
– В Риме, – вещал он, прихлебывая коньяк, – есть такие чайные домики. Я думал, на манер японских, с гейшами. Ну, поначалу беседа на умняке, если английский знаешь, а потом все остальное прочее… Хрена с два! Там – зачуханные шлюшки во вкусе "руссо туристо", сечешь? Римские дискотеки – тоже обычные бордели. Заходишь, а бляди на тебя из всех углов бросаются, как тараканы… И это Рим, город моей мечты, Мороз!.. Зато Москва… Ты бывал в Москве, Мороз?
– Да, – сухо подтвердил тот. – Доводилось. Я не люблю этот город. Никакой ностальгии.
– А что же слезки платочком утираешь?
Мороз отнял платок от лица и поднял красноватые глаза на захмелевшего хозяина.
– Шучу, шучу, – отмахнулся Итальянец. – Обидчивый какой… Нет, тебе точно пора оттянуться по полной программе. Вот съездим вместе в Первопрестольную… "Планета Голливуд"… Клуб "Даллас"… Элитный, конечно, но я туда вхож. Такого стриптиза, Мороз, больше нигде не увидишь. Отдельный кабинет типа аквариума – верти головой во все стороны, пока не отвалится! А "Ягодка" – это тоже кое-что! Прикинь, к столу подают девочек, украшенных бананами, клубникой, чем пожелаешь… Выплевываешь, к примеру, гранатовые косточки и помаленьку их в подбритую гнезденку пальцем запихиваешь… Прикидываешь?
По кислому выражению лица Мороза было видно, что да. Неохотно разлепив губы, он скучно поинтересовался:
– А с ананасами как?
– Что? – Итальянец даже поперхнулся от неожиданности и зашелся радостным хохотом. – Так ты… ты, оказывается, еще и юморить умеешь… А я… ха-ха-ха… я думал, ты робот закодированный…
– Запрограммированный, – поправил Мороз, но против сравнения с роботом возражать не стал, вроде как даже подтвердил это чуть заметным кивком.
– Ананас – это уже извращение, – сказал с пьяной лукавинкой отсмеявшийся Итальянец. – А вот бананчиком пощекотать голышку не грех… Кстати, а где наша Анжелочка? Подгони мне ее, Мороз, не в службу, а в дружбу.
– Во-первых, – произнес тот, нарушая обычно незыблемую для него субординацию, – у нас сорвалась операция с миллионным кредитом. А уже во-вторых, – подчеркнул он незначительность проблемы, волнующей босса, – во-вторых, если не в-десятых, Анжелика уволилась.
Итальянец нахмурился:
– Как уволилась? Когда?
– На следующий день после того, как принесла вам запотевшую бутылку водки, – бесстрастно отрапортовал Мороз.
– Дуреха, – обиделся Итальянец, морщась от выпитого коньяка сильнее, чем обычно. – Где она еще такие бабки будет получать? Ну, сбросила юбчонку… Ее же пальцем никто не тронул… Она кем числилась? Секретарем-референтом?
– Уже есть новый секретарь-референт, – сказал Мороз. – Но, как я понимаю, сейчас можно обойтись и без секретаря.
Некоторое время оба хранили молчание, лишь пощелкивала в тишине жвачка, энергично размалываемая челюстями Итальянца. Скверный алкогольный привкус не проходил, и он морщился. Кроме того, ему было неловко встречаться взглядом с Морозом, и это непривычное чувство зависимости от постороннего человека беспокоило Итальянца еще сильнее, чем кислая слюна во рту.
Мороз отвел глаза и деликатно предложил:
– Я зайду позже, шеф? Вы хотите отдохнуть, я вижу.
– Ничего ты без своих очков не видишь, – сварливо отозвался Итальянец. – Ты мне сегодня не нравишься. С поучениями лезешь, морду воротишь…
Мороз неопределенно пожал плечами. Это могло означать: "Вы мне тоже сегодня не нравитесь". А могло и ничего не означать.
Гипотеза математической вселенной (также известна как Конечный Ансамбль) - в физике и космологии, одна из гипотез «теории всего», предложенная физиком-теоретиком Максом Тегмарком. Согласно гипотезе, наша внешняя физическая реальность является математической структурой. То есть, физический мир является математическим в определённом смысле. Все математические структуры, которые можно вычислить, существуют. Гипотеза предполагает, что миры, соответствующие различным наборам начальных состояний, физических констант, или совсем других уравнений, можно рассматривать как одинаково реальные.
| Комментарии: 0 |
Макс Тегмарк
Статья этой статье Макса Тегмарка выдвигается гипотеза о строении предполагаемой сверхвселенной, теоретически включающей в себя четыре уровня. Однако уже в ближайшее десятилетие у ученых может появиться реальная возможность получить новые данные о свойствах космического простраства и, соответственно, подтвердить или опровергнуть данную гипотезу.
Некоторые ученые полагают, что наша Вселенная представляет собой гигантскую компьютерную симуляцию. Должны ли мы беспокоиться по этому поводу? Реальны ли мы? А как насчет меня лично? Раньше подобными вопросами задавались лишь философы. Ученые же пытались понять, что собой представляет наш мир, и объяснить его законы. Но появившиеся в последнее время соображения относительно устройства Вселенной ставят экзистенциальные вопросы и перед наукой. Некоторые физики, космологи и специалисты в области искусственного интеллекта подозревают, что мы все живем внутри гигантской компьютерной симуляции, принимая виртуальный мир за реальность.
Как известно, Галилей заявил, что Вселенная является "великой книгой", написанной на языке математики. Почему же наша Вселенная кажется нам столь математичной? Как это понимать? Вселенная не просто описывается при помощи математики, но она сама и есть математика в том смысле, что все мы представляем собой элементы гигантского математического объекта, который, в свою очередь, является частью мультивселенной – столь гигантской, что по сравнению с ней остальные мультивселенные, о которых говорили в последние годы, выглядят малыми.
Для возникновения жизни необходима основа. Наша Вселенная синтезировала атомные ядра на начальном этапе своей истории. Ядра поймали электроны, чтобы сформировать атомы. Скопления атомов образовали галактики, звезды и планеты. Наконец, у живых существ появилось место, которое они могли назвать домом. Мы воспринимаем как данность, что законы физики допускают появление таких структур, но все могло быть иначе.
Нил Тайсон, Лоуренс Краусс, Ричард Готт
Перед вами четырнадцатая ежегодная Научная Конференция имени Айзека Азимова. В этот раз ее ведущий, Нил Деграсс Тайсон, с группой физиков, философов и журналистов ведет оживленную дискуссию о «Существовании Ничто». Концепция «Ничто» столь же стара, как «Ноль» сам по себе, и в этих дебатах участники охватят все, что человечеству о ней известно. Они проложат путь от древних греков, уравнения «Бог создал мир из Ничего», унаследованное от христианской метафизики до современных исследований в области квантовой гравитации.
Лоуренс Краусс
За последнее столетие, начиная с открытия расширяющейся Вселенной, наука начала делать набросок структуры всего космического пространства, пытаясь описать сотню миллиардов галактик и начало самого космоса и времени. Поразительно, как быстро мы научились понимать основы всего, начиная с образования звезд, заканчивая появлением галактик и Вселенной. И сейчас, благодаря предсказательной силе квантовой физики, физики-теоретики начинают продвигаться даже дальше - к новым вселенным и новой физике, к противоречиям, о которых раньше рассуждали исключительно в рамках теологии и философии.
Дэвид Дойч
Книга известного американского специалиста по квантовой теории и квантовым вычислениям Д.Дойча фактически представляет новую всеобъемлющую точку зрения на мир, которая основывается на четырех наиболее глубоких научных теориях: квантовой физике и ее интерпретации с точки зрения множественности миров, эволюционной теории Дарвина, теории вычислений (в том числе квантовых), теории познания.
Как известно, человек живет в 3х измерениях - длина, ширина и высота. Исходя из "теории струн", во Вселенной существует 10 измерений, первые шесть из которых между собой связаны. На данном видео рассказывается про все эти измерения, включая 4 последних, в рамках представлений о Вселенной.
Юрий Лебедев
Параллельные, пересекающиеся, ветвящиеся и вновь сходящиеся вместе миры. Что это - выдумка писателей-фантастов или реальность, ещё не осознанная? Тема многомирия, развиваемая философами с античных времён, в середине XX века стала предметом обсуждения физиков. На основе принципа взаимодействия наблюдателя с квантовой реальностью появилась новая интерпретация квантовой механики, получившая название «оксфордской». Её автор, молодой физик Хью Эверетт, встречался с Нильсом Бором, основателем общепринятой на тот момент «копенгагенской» интерпретации квантовой механики. Но общего языка они не нашли. Их миры разошлись...
Окружающий нас мир всегда был немного странным и таинственным. Большую часть времени он скрыт от нашего сознания. Изучение природы реальности уводило учёных далеко за грани понимаемого. Реальность начинается с атома и достигает чёрных дыр протягиваясь до границ Вселенной. Но будьте осторожны. Как только вы войдете в их реальность, вы никогда не сможете смотреть на мир прежними глазами.
© Max Tegmark, 2014
© А. Сергеев, перевод на русский язык, 2017
© А. Бондаренко, художественное оформление, макет, 2017
© ООО «Издательство Аст», 2017
Издательство CORPUS ®
Посвящается Мейе
Глава 1. Что такое реальность?
Деревья в основном состоят из воздуха. Сгорая, они вновь возвращаются в воздух, а в их огне высвобождается тепло солнечного пламени, которое было связано в ходе превращения воздуха в дерево. А небольшое количество оставшегося пепла – это та часть, которая поступила не из воздуха, а из твердой земли.
Ричард Фейнман
Есть многое в природе, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам.
Уильям Шекспир
Не то, чем кажется
Секунду спустя я умер. Я бросил педали и ударил по тормозам, но было уже поздно. Фары. Решетка радиатора. Сорок тонн стали, истошно вопящих, будто современный дракон. Я успел увидеть глаза водителя. Время для меня замедлилось, жизнь промелькнула перед глазами, а последней мыслью было: «Надеюсь, это просто ночной кошмар». Увы, нутром я чувствовал, что это – реальность.
Но как я мог быть уверен, что это не сон? Вдруг бы перед самым ударом я увидел нечто, возможное только во сне – скажем, что моя покойная учительница Ингрид, живая и здоровая, сидит на багажнике моего велосипеда? Или вдруг бы пятью секундами раньше в левом верхнем углу поля зрения появилось всплывающее окно с текстом: «Ты уверен, что стоит выезжать на перекресток, не взглянув направо?», а под ним пара кнопок: «Далее» и «Отмена»? Если бы я насмотрелся таких фильмов, как «Матрица» и «Тринадцатый этаж», то мог бы задуматься, не является ли вся моя жизнь компьютерной симуляцией, и поставить под вопрос свои представления о природе реальности. Однако я не пережил ничего подобного и погиб с твердой уверенностью, что проблема совершенно реальна. В конце концов, что может быть тверже и реальнее, чем сорокатонный грузовик?
Однако не все устроено так, как кажется на первый взгляд. Это касается и грузовиков, и реальности как таковой. Об этом не только рассуждают философы и писатели-фантасты, но и свидетельствуют результаты физических экспериментов. Уже столетие физики знают, что твердая сталь – это главным образом пустота. Атомные ядра, составляющие 99,95 % ее массы – это крошечные шарики, занимающие около 0,0000000000001 % ее объема, и этот почти вакуум воспринимается как твердый лишь за счет электрических сил, очень надежно удерживающих ядра на своих местах. Более того, ученые выяснили, что субатомные частицы, по-видимому, могут находиться одновременно в нескольких местах. Эта загадка составляет суть квантовой физики (гл. 7 ). Но если я сложен из таких частиц, а те могут находиться в двух местах сразу, не может ли такое произойти и со мной? На самом деле, за три секунды до аварии я подсознательно решал: смотреть ли мне только налево, куда я всегда поворачивал по пути в гимназию Блакебергс, поскольку на поперечной улице никогда не было движения – или взглянуть и направо, на всякий случай? В то утро 1985 года злополучное спонтанное решение привело меня на край гибели. Все зависело от того, попадет ли один-единственный атом кальция в конкретный синапс префронтальной коры моего головного мозга, вызвав возбуждение конкретного нейрона и отправку им электрического сигнала, который запустит целый каскад активности других нейронов, совместно кодирующих мысль «Не беспокойся». Так что, если бы атом кальция изначально находился сразу в двух слегка различных положениях, то полсекунды спустя мои глаза смотрели бы сразу в двух направлениях, пару секунд спустя мой велосипед находился бы в двух местах одновременно, а еще немного погодя я был бы одновременно и жив, и мертв. Ведущие мировые физики, занимающиеся квантовой теорией, эмоционально рассуждают, действительно ли случается нечто такое, отчего наш мир расщепляется на параллельные вселенные с различными историями, или действительно ли уравнение Шредингера, главный квантовый закон движения, нуждается в поправках. Так умер ли я на самом деле? В данной реальности это едва со мной не случилось, но погиб ли я в другой вселенной, столь же реальной, где эта книга осталась ненаписанной? Если я одновременно жив и мертв, можем ли мы скорректировать наши представления о том, что такое реальность, чтобы все это приобрело смысл?
Если вам кажется, что написанное мной абсурдно и что физики мутят воду, предупреждаю: когда я подойду к рассказу, как я воспринял тот момент, будет еще хуже. Если я нахожусь в двух разных местах двух параллельных вселенных, то одна из моих копий выживет. Если применить те же рассуждения ко всем прочим способам, которыми я мог бы умереть в будущем, то, похоже, всегда будет по крайней мере одна параллельная вселенная, в которой я никогда не умру. Поскольку мое сознание существует только там, где я жив, означает ли это, что субъективно я бессмертен? Если да, то будете ли и вы ощущать себя бессмертным? Мы ответим на эти вопросы в гл. 8.
Удивляет ли вас, что физика видит реальность куда более странной, чем мы могли вообразить? На самом деле, это не так уж удивительно, если всерьез воспринимать дарвиновскую теорию эволюции! Эволюция наделила нас интуицией лишь в отношении тех аспектов физики, которые имели значение для выживания наших далеких предков, вроде параболических траекторий летящих камней (что объясняет наш интерес к бейсболу). Доисторическая женщина, слишком глубоко задумавшаяся о том, из чего в конечном счете состоит материя, могла не заметить подкрадывающегося тигра и выбыть из генофонда. Таким образом, теория Дарвина дает проверяемое предсказание: всякий раз, когда мы применяем технику, чтобы взглянуть на реальность за пределами человеческих масштабов, наша эволюционно выработанная интуиция дает сбой. Мы неоднократно проверяли это предсказание, и результаты безоговорочно свидетельствуют в пользу Дарвина. Эйнштейн понял, что при высоких скоростях время замедляется, и укорял Нобелевский комитет, посчитавший это открытие слишком странным для того, чтобы присудить автору премию именно за теорию относительности. При низких температурах жидкий гелий может течь вверх. При высоких температурах сталкивающиеся частицы меняют свою идентичность. Для меня электрон, который при столкновении с позитроном превращается в Z -бозон, кажется почти настолько же естественным, как пара автомобилей, сливающихся при столкновении в круизный лайнер. В микроскопических масштабах частицы, как ни удивительно, способны находиться в двух местах одновременно, и это приводит к описанным выше квантовым головоломкам. В астрономически огромных масштабах – вот сюрприз! – странности появляются вновь. Если вы интуитивно понимаете все аспекты черных дыр, то, я думаю, вы единственный в своем роде и вам следует немедленно отложить эту книгу и опубликовать свои открытия, прежде чем кто-либо уведет у вас из-под носа Нобелевскую премию за квантовую гравитацию. При переходе на еще большие масштабы нас ждут новые странности, поскольку реальность гораздо грандиознее всего, что можно увидеть в лучшие телескопы. Доминирующая сейчас теория о начале Вселенной, теория космологической инфляции (гл. 5 ), предполагает, что пространство не просто громадно, а бесконечно и содержит бесконечно много точных ваших копий и еще больше ваших «почти копий», проживающих все возможные варианты вашей жизни в параллельных вселенных двух типов. Если правильность этой теории подтвердится, то, даже окажись что-то не так с аргументом из квантовой физики (я привел его выше, когда рассказал о своей копии на велосипеде, не добравшейся до школы), все равно будет существовать бесконечно много других Максов в солнечных системах где-то в далеком космосе, проживших точно такие же жизни вплоть до того же судьбоносного момента и решивших не смотреть направо.