«Наука — это не фэнтези»: физик-теоретик Ли Смолин о концептуальном характере Вселенной
Американский физик-теоретик и один из основателей теории петлевой квантовой гравитации Ли Смолинрассуждает о необходимости новой методологии в физике и космологии, а также о законах, влияющих на процессы во вселенной — а возможно, и вселенных, — пару раз иллюстрируя свои утверждения гипотетическими ситуациями со стаканом кока-колы.
Физика в коробчонке
Главный вопрос, который я задаю себе, вопрос всеобъемлющий, состоит в том, как сегодня заниматься космологией — иначе говоря, как сделать из теории Вселенной целостную систему. Говорят, сейчас наступила золотая эра космологии, но это в плане наблюдений; что же до теории, положение почти катастрофическое. Просто с ума сойти можно, как подумаешь, над какими идеями мы размышляем. И вот мне хочется вернуться к основам — к базовым идеям и базовым принципам — и понять, как же мы в рамках физической теории описываем этот мир.
Какова тут роль математики? Почему математика включается в физику? Какова природа времени? Эти два явления (физика и математика) находятся друг с другом в весьма близком родстве, поскольку математическое описание, по идее, должно находиться вне времени. Начиная с конца 80-х, я прошел долгий путь, приведший меня к такой точке зрения, которая довольно сильно отличается от моей изначальной и немало удивляет даже меня самого. Но давайте по порядку. Позвольте мне для начала изложить те вопросы и проблемы, которые в этой связи возникают.
Можно, пожалуй, начать с того, что я называю «физикой в коробчонке», или, иначе говоря, с теорий малых изолированных систем. Обычно мы составляем расчеты или схемы, в которых перечисляются все возможные состояния одной из таких систем. За счет чего возможно существование той или иной системы? Каковы ее возможные конфигурации и потенциальные состояния? Если это, допустим, стакан с кока-колой, то каковы возможные положения и состояния каждого из атомов в этом стакане? Получив ответы на все эти вопросы, мы задаемся вопросом, как меняются эти состояния? Метафора, восходящая к атомизму, который, в свою очередь, восходит к Демокриту и Лукрецию, такова: физика есть не что иное, как атомы, роящиеся в пустоте, а атомы никогда не изменяются. Атомы обладают такими свойствами, как масса и заряд, и они неизменны во времени. Пустота — которую в старые добрые времена называли пространством, постоянным во времени, — была стабильна, и атомы двигались по законам, которые изначально вывели, или, скорее, попытались вывести, Декарт и Галилей и которые Ньютону удалось определить гораздо успешнее.
Какой уровень Вселенной ни возьми, скучной ее не назовешь. Она очень структурирована. Почему? Оказывается, по двум взаимосвязанным причинам. Одна из них состоит в том, что законы весьма необычны. Например, они обладают такими параметрами, которые исходят из величин, возникающих по неизвестным нам причинам. Это такие вещи, как массы различных элементарных частиц, электронов, нейтрино, кварков, и мощности фундаментальных сил. Я говорю о тех тридцати числах, которые мы ввели в теорию по результатам эксперимента. И вот у нас есть модель — стандартная модель, — которая прекрасно функционирует. Но мы не понимаем, почему эти величины именно таковы. Поэтому-то я стал воображать сценарий, в котором эти числа могли бы меняться в результате неких резких масштабных событий. Возможно, Большой Взрыв не был первым моментом во времени; возможно, это было одно из таких резких событий, в ходе которого наша Вселенная образовалась из некой предшествовавшей ей Вселенной и эти величины изменились, так же как у нового индивида гены отличаются от генов родителей.
Я начал думать над этой теорией и постепенно стал понимать, как можно использовать принципы естественного отбора, для того чтобы делать прогнозы относительно нашей нынешней Вселенной. С помощью этих прогнозов можно проверить такой сценарий, согласно которому эти законы развивались определенным образом. Вот что я понял из всего этого, поскольку на тот момент уже имели место версии о множественности Вселенных и о том, что наша Вселенная всего лишь одна из огромного числа других Вселенных, и кроме того, для того чтобы подчеркнуть особые свойства нашего мира, применялся антропный принцип. Однако я также понял, что наука не может быть основана на предположении, что наша Вселенная есть лишь одна из гигантского количества других, поскольку мы не можем пронаблюдать свойства этих других Вселенных. Я снова и снова приводил этот аргумент, однако до некоторых, похоже, просто не доходит, что наука — это не фэнтези. Это не какая-то история в духе Гарри Поттера о волшебстве, которое, возможно, реально. Наука основывается на принципе проверки — на гипотезах, которые можно проверить и подтвердить. Если вы выдвигаете гипотезу о том, что одновременно с нашей существует еще куча Вселенных, никак с ней не связанных, то эту гипотезу проверить просто невозможно. Однако если вы выдвигаете гипотезу о том, как наша Вселенная возникла из неких предшествовавших ей Вселенных, то тут вы уже имеете дело с событиями, произошедшими в нашем прошлом и имевшими такие последствия, которые можно перепроверить. Вот таким путем я и пришел к мысли о том, что законы, скорее всего, развивались во времени. А эта мысль связана с космологией и естественным отбором.
Философский характер Вселенной
Между тем большую часть времени я посвящаю работе над квантовой теорией гравитации. В ней к уравнениям общей теории относительности Эйнштейна применяется квантовая механика, и на выходе мы получаем теорию, в которой в принципе нет понятия времени. Об этом неоднократно и в разных контекстах упоминают и Стивен Хокинг, и Джулиан Барбер. Переменная времени — зависимость процессов от времени — просто исчезает из базовых уравнений квантовой космологии, или квантовой гравитации в применении к космологии. Категория времени появляется, когда Вселенная разрастается, так же как температура появляется как приблизительное описание количества энергии, содержащейся во множестве хаотично движущихся молекул, а давление — как общая сумма всех тех сил, что возникают в результате ударов всех атомов о стенки сосуда.
Но в базовых уравнениях квантовой космологии времени нет как такового. Я работал над уравнением квантовой космологии много лет, сначала с Тедом Якобсоном, затем с Карло Ровелли. Суть моей работы с теорией квантовой гравитации заключалась в том, что мы пытались разрешить вопрос формы этих уравнений. Так что в течение многих лет я параллельно был занят двумя идеями: первая — что законы развиваются во времени, вторая — что время возникает из законов, что, таким образом, подразумевает, что сами эти законы постоянны.
Поскольку первая из этих двух идей была скорее сайд-проектом — то есть ею я занимался лишь время от времени, помимо своей основной работы, — мне понадобилось довольно много времени, чтобы осознать, что между этими двумя концепциями есть противоречие. Мне за это немножко стыдно, но уж лучше выложить все начистоту. Кроме того, произошел ряд событий, которые сделали это противоречие совсем уж очевидным, и мне волей-неволей пришлось им заняться. Один из аспектов этого противоречия заключается в самой квантовой теории гравитации. Выяснилось, что с представлением о времени, которое возникает на основе постоянных законов квантовой космологии, связаны некоторые технические проблемы. Тут не место их обсуждать, однако в одном я убежден совершенно точно: если проблему технического характера не удается разрешить в течение многих лет, при том что над этим работает множество людей и ни у кого это не получается, — значит, скорее всего, стоит пересмотреть те идеи, которые за этой проблемой стоят.
Возможно, это вовсе и не техническая проблема. Возможно, эта проблема имеет скорее фундаментально-концептуальный или философский характер. И действительно, именно это и говорил мне Фейнман, когда я еще учился в аспирантуре. Он говорил, что есть вещи (непонятно, почему я все время вспоминаю Фейнмана, но почему бы и нет) — так вот, «есть вещи, в которые все верят, но наглядно доказать их не могут. И ты можешь сделать совершенно никчемную карьеру в науке». Возможно, он выразился тогда и более резко: «Ты можешь потратить свое время, загубить свою карьеру, пытаясь работать над тем, во что все верят, но что никто не может доказать, поскольку ты и сам, скорее всего, не сможешь ничего никому доказать, раз куча умных людей уже потерпели фиаско. Или ты можешь исследовать альтернативную гипотезу, согласно которой все остальные ошибаются». Эти слова — произнесенные голосом Фейнмана — все время крутятся у меня в голове. В то время он считал, что ограничение в квантовой хромодинамике ошибочно — возможно, он был не прав на этот счет, но, так или иначе, он совершил смелое усилие и доказал это ограничение.
И вот я начал задумываться — а не ошибаемся ли мы, считая, что в рамках квантовой космологии время возникает на основе законов. Я постепенно прихожу к мысли, что, возможно, мы должны каким-то образом подкорректировать квантовую космологию, так, чтобы время стало фундаментальной категорией, а пространство возникало бы из чего-то более фундаментального. Это первое, что произошло.
Второе заключалось в том, что около 2003 года представление о развивающихся законах и о наборе Вселенных, развивающихся на неком ландшафте этих законов, стало из личного чудачества, которым я увлекался «на стороне», превращаться в нечто гораздо более глобальное, после того как ряд людей, занимавшихся теорией струн, пришли к тому же выводу. Это был результат работы стэнфордских ученых; они обнаружили, что именно это может стать толчком к интеграции идеи положительной темной энергии, или позитивной космологической константы (вакуумной энергии), в теорию струн.
Команда ученых из Стэнфорда обнаружила, что можно создавать такие теории струн, которые включали бы в себя понятие положительной вакуумной энергии, но только при условии, что тогда количество струнных теорий будет почти не ограниченным. Таким образом, они фактически вернулись к той точке, в которой еще в 1988 году находился Энди Штромингер. И вдруг — тут сыграл большую роль Ленни Сасскинд — возникли все эти дискуссии о ландшафте теорий и динамике изменений этого ландшафта, как я тогда выражался. И тут меня осенило: «Боже ты мой, да если все так серьезно об этом заговорили, мне таки стоит поразмыслить об этом как следует».
Третье заключалось в том, что я начал общаться с философом Роберто Мангабейрой Унгером, который, по своим собственным причинам, самостоятельно размышлял над идеей развивающихся законов. В общем-то, именно он поставил передо мной эту задачу — это было лет шесть-семь назад, — сказав: «Слушай, ты много писал и думал о развитии законов во времени, но ты еще не думал по-настоящему глубоко о том, что эта идея означает для нашего понимания времени. Если законы могут меняться во времени, время должно быть фундаментальной категорией». И я ответил: «Да», но он продолжил: «Ты еще не думал об этом по-настоящему глубоко и серьезно». И после этого разговора мы стали обсуждать эту тему и работать вместе.
И вот, пять-шесть лет назад, в силу этих трех причин, я вынужден был вернуться вспять и механически совместить идею о том, что, для того чтобы законы можно было объяснить, необходимо, чтобы они менялись во времени, с моими размышлениями о природе пространства и временных квантов. В результате я начал обдумывать идею, что, возможно, в контексте квантовой гравитации время действительно должно быть фундаментальной категорией.
Этот вывод изменил ход моей работы, и в последний год я посвятил очень много времени размышлениям о различных вариантах изменений различных гипотез о том, как законы могут развиваться во времени; о последствиях осознания природы времени; и о том, как создавать такие теории и гипотезы, которые можно было бы проверить. Причина состоит в том, что в этих делах очень легко скатиться на уровень спекуляций. Уверен, что все это и так звучит довольно спекулятивно — так что, дабы конкретизировать свои размышления, я концентрируюсь на тех гипотезах, которые можно доказать опытным путем.
Фейнман как-то сказал мне: «Чем бы ты ни занимался — а чтобы думать о квантовой гравитации, тебе так или иначе придется заниматься безумными вещами, — чем бы ты ни занимался, помни о природе. Если ты размышляешь о свойствах математического уравнения, ты занимаешься математикой, а таким путем ты назад к природе не придешь. Что бы ты ни делал, перед тобой всегда должен стоять такой вопрос, ответ на который можно найти с помощью эксперимента». Это я всегда и пытаюсь делать.
Неловкое положение физики
Ситуация на данный момент весьма запутана. За последние десятилетия развивать теоретическую физику пытались очень умные люди, но сейчас мы находимся в неловком положении. Неловкость тут состоит в том, что те теории, которые уже существовали в физике частиц в середине 70-х, а в космологии в начале 80-х, подтверждаются современными экспериментами вновь и вновь и со все возрастающей точностью. Причем это относится как к физике частиц, так и к космологии.
В рамках физики частиц с помощью большого адронного коллайдера удалось обнаружить новую частицу, которая, очевидно, является бозоном Хиггса, по крайней мере она выглядит как стандартный бозон Хиггса и ничего больше. Нет никаких доказательств суперсимметрии, дополнительных измерений, существования нового поколения кварков, субструктуры — в общем, целого ряда идей, некоторые из которых пользовались большой популярностью, а некоторые нет, однако все равно учитывались. Ни одна из этих идей, выходящих за пределы стандартной модели, не получила подтверждения. В космологии результаты измерений телескопа Планка, похоже, соответствуют простейшей версии инфляционной гипотезы. Это триумф как для стандартной модели, так и для инфляционной теории.
Пол Штайнхардт ввел один очень интересный аргумент, что результаты, полученные телескопом Планка, на самом деле не стоит считать подтверждением инфляционной теории. Я в высшей степени уважаю Пола, но дело еще не закрыто. Дело не закрыто. И разумеется, на наивном уровне все это выглядит как раз как та Вселенная, о которой нам говорили инфляционные теоретики, и они могут собой гордиться. Однако загадка остается нерешенной, поскольку у нас нет никаких доказательств, которые подтверждали бы что-либо, выходящее за пределы этих моделей.
Должен сказать, что в моей области, в квантовой гравитации, существует большой интерес к идее о том, что определенные астрофизические эксперименты могли бы разрушить ту привычную нам картину времени и пространства, которую мы имеем из общей теории относительности, и дать доказательства существования квантового времени и пространства через распространение света от дальних вспышек гамма-излучения, т.е. через проникновение лучей из космоса. Мы уже около десяти лет ожидаем каких-либо сигналов о существовании квантового времени-пространства. А их все нет. Для нас это большое разочарование.
У меня такое впечатление, что, когда (и тут я возвращаюсь к уже процитированным мной словам Фейнмана) очень умные люди долгое время пытаются доказать определенные предположения, а эти идеи циркулируют гораздо дольше, чем те, которые имел в виду Фейнман, и при этом обнаружения нового феномена и новых объяснений, нового понимания этого феномена не происходит, то это значит, что пришло время пересмотреть сами основы нашей теории. Я не говорю, что абсолютно все должны это сделать, однако некоторым это сделать необходимо. И я вижу, что со мной именно это и происходит, исходя из моей собственной интеллектуальной истории, — отчасти из-за моей работы в рамках квантовой гравитации, отчасти из-за космологической теории естественного отбора, отчасти потому, что у меня есть к этому склонность, и, наконец, отчасти потому, что мое образование затрагивало в том числе и сферу философии. Хотя докторскую я писал по физике, моя студенческая работа была по философии, и я вообще всегда испытывал к философии интерес. И даже более того, у меня всегда было уважение, глубокое уважение к истории идей, касающихся этих фундаментальных вопросов. И вот я замечаю, что у меня происходит такая переоценка. Посмотрим, куда она меня приведет.
Те выводы, к которым я прихожу, носят довольно конкретный характер, и их легко перечислить; во-первых (об этом я уже говорил в начале), метод в физике, основанный на фиксированных законах, которые даны раз и навсегда и действуют на определенном спектре состояний, ограничивает сам себя. Представление о том, что атомы, обладающие постоянными свойствами, движутся в пустоте по постоянным законам, также ограниченно. Это правильная тактика, если мы говорим о небольших частях Вселенной, однако она не оправдывает себя, когда вы пытаетесь приложить ее ко всей Вселенной в целом или когда ваша цепочка объяснений заходит слишком далеко в глубину.
Вселенная существует единожды
Позвольте мне указать на одну из причин, по которым эта тактика не оправдывает себя. Мы можем воспользоваться языком редукционизма. Это прекрасный совет, и он работает на протяжении сотен лет: если мы хотим понять свойства некой многосложной системы или материала, мы описываем их на основе свойств их частей или тех элементов, из которых они состоят. Это очень здравый метод, и его применению наука обязана многими успехами.
Но что же происходит, когда вы в своих размышлениях доходите до того, что считается элементарными частицами? У них тоже есть свойства. У них есть масса и заряд, и они движутся под воздействием различных сил. Но, как мы полагаем, на составные части они не делятся. Или же, даже если эти части есть, вы просто продолжаете применять этот метод, вплоть до их распада на частицы, а ни один эксперимент этого пока что не дал.
Существует ли какой-то иной способ объяснить свойства элементарных частиц? Ну, по крайней мере это не дальнейший редукционизм. Необходима новая методология. И это первый вывод: методология, которая работает в рамках физики, причем на протяжении веков, верна в том контексте, в котором она успешно применяется, однако она не оправдывает себя, когда вы доходите до пределов объяснений — здесь редукционизм уже не срабатывает. Он не срабатывает и тогда, когда вы доходите до других крайностей, до все больших и больших систем и, наконец, до Вселенной в целом. Я уже назвал несколько причин, по которым этот метод проваливается, но есть и другие. Позвольте мне упомянуть одну из них. Когда мы экспериментируем с малыми частями Вселенной, мы проводим все эксперименты один за другим. Это часть научного метода. Необходимо воспроизводить результаты эксперимента, поэтому нужно повторять его снова и снова. Таким образом вы отделяете воздействие общих законов от воздействия, вызванного изменением исходных условий. Эксперимент можно начинать по-разному, а затем вычленять общие феномены, т.е. такие феномены, которые соотносятся с общими законами. Так что роль исходных условий можно четко отделить от роли общих законов.
Когда дело доходит до вселенной как целого, это уже не проходит. Есть одна Вселенная, и существует она единожды. Мы не можем искусственно ее воспроизвести, ведь не мы ее и запускали. В рамках инфляционной космологической теории это большая проблема, поскольку невозможно отдельно проверить гипотезу о законах и отдельно гипотезу об исходных условиях, ведь исходное условие было только одно, и сегодня мы имеем дело с его последствиями. Вот еще один пункт, по которому этот общий метод проваливается. Так что нужна новая методология.
Эту методологию разумно искать, например, в рамках традиции относительности, традиции Лейбница, Маха и Эйнштейна, где пространство и время, а также свойства элементарных частиц не даны изначально, а зависят от отношений, динамически развивающихся во времени. Это второй вывод.
Третий же состоит в том, что время, таким образом, должно быть фундаментальной категорией. Оно должно быть положено в основание всего. Оно не должно быть производным, не должно рассматриваться как приблизительный феномен или иллюзия. Таковы те выводы, к которым я прихожу и на которых сегодня основывается моя работа.
Так как же я позиционирую себя? Есть две области, которые я непосредственно затрагиваю в своей работе. Первая — это квантовая гравитация, вторая — космология. Давайте я расскажу о них по порядку. В рамках квантовой гравитации существует несколько исследовательских программ, и в наибольшей степени я отождествляю себя с теорией петлевой квантовой гравитации. В этой сфере дела сейчас обстоят очень хорошо, и я, пожалуй, скажу о ней чуть подробнее.
Петлевая квантовая гравитация — это очень консервативная исследовательская программа. Она основывается на прямом приложении квантовой механики к одной из форм общей относительности, без каких-либо добавочных гипотез о дополнительных измерениях, или дополнительных частицах, или дополнительных степенях свободы. Та форма общей относительности, которой мы пользуемся, очень близка к теории калибровочной инвариантности и к теории Янга-Миллса. Эту форму разработал Абэй Аштекар (Abhay Ashtekar), а до него ей занимался Плебански (Plebanski), хотя мы об этом и не знали. Сегодня это крупная исследовательская программа.
Раз в два года у нас проходят международные конференции. В этом году я один из организаторов; мы устраиваем конференцию в институте «Периметр», и у нас уже — хотя конференция будет в июле, и до нее еще остается немало времени — более 200 зарегистрированных участников. То есть не то что мы с Карло Ровелли и Абэем Аштекаром сидим в Вероне и что-то пишем в свои блокноты, так, как это было в конце 80-х — кстати, это тоже был прекрасный опыт. Здорово что-то изобретать и здорово, когда ты проходишь через такой период.
Теория петлевой квантовой гравитации дает нам микроскопическую картину структуры квантовой геометрии в планковских масштабах: так называемый планковский размер в 20 раз меньше атома. Ключевая проблема, которую для начала нужно было решить теоретикам квантовой гравитации, состояла в том, как соотносится время-пространство, которое мы видим вокруг себя, с этой квантовой картиной? Как уравнения общей относительности могут описать динамику этого времени-пространства на глобальном макроскопическом уровне? И за последние пять-десять лет поиски ответов на эти вопросы продвигались весьма успешно. Так что в качестве теоретической исследовательской программы, петлевая квантовая гравитация процветает.
Однако меня она несколько разочаровывает по двум причинам. Во-первых, она не доказывается экспериментально. Я, да и не только я, надеялся, что нам удастся провести измерения, которые обнаружили бы квантовую структуру геометрии времени-пространства. А эти эксперименты не дают никаких признаков этой квантовой структуры. Это эксперименты астрофизические. Вторая причина — в том, что, по моему нынешнему убеждению, теория петлевой квантовой гравитации успешно приложима к небольшим участкам вселенной, но я больше не верю в то, что возможно взять уравнения квантовой гравитации и применить их к вселенной как целому, поскольку, когда вы это делаете, время исчезает, а я считаю, что время — категория фундаментальная. Однако, как это обычно бывает с успешными исследовательскими программами, в теории петлевой квантовой гравитации наблюдается постепенный прогресс. Это не значит, что эта теория верна, однако это значит, что она решает те задачи, которые она должна решать, чтобы быть настоящей наукой.
В этой сфере работают потрясающие молодые ученые, которые обладают великолепными техническими навыками и делают такие вещи, которые меня просто восхищают, и это большое удовольствие. Я отчасти вхожу в это исследовательское сообщество, отчасти нет, поскольку мои интересы, находящиеся в сфере космологии, а также в сфере природы времени и так далее, выводят меня за его пределы. Но у меня там много друзей, и я хожу на конференции. Некоторые вещи, которыми я занимаюсь, встраиваются в этот контекст петлевой квантовой гравитации, и я очень счастлив, что все же являюсь частью этого сообщества. Однако я больше не нахожусь в центре событий, что, в общем, неплохо, поскольку люди, которые занимают в этом сообществе центральное положение, гораздо более к этому способны, чем я.
Теория струн, которой я также занимался, в целом развивается как успешная исследовательская программа, но в то же время буксует. Мы не очень-то много слышим от струнных теоретиков о том, что является фундаментальной формулировкой струнной теории, или теории «М», как мы ее называли, а именно этот момент меня больше всего интересовал, и именно над ним я пытался работать. И что-то больше не слышно — хотя, я думаю, многие люди еще стоят на этих позициях — агрессивных заявлений о том, что теория струн универсальна.
Есть две области, в которых теория струн применяется очень успешно. Одна из них — математика. Это великолепная математика и математическая физика. И она также имеет практическое приложение, — через так называемую гипотезу Мальдасены, или гипотезу об AdS/CFT-соответствии, говоря на научном сленге, — к стандартным системам, жидкостям, флюидам, а также определенным системам твердых тел. Эти же методы можно применять, чтобы с новой стороны осветить некоторые экспериментальные феномены. Это направление не имеет ничего общего с теорией струн как унифицированной теорией, однако оно неплохо развивается.
Расцвет космологии
Мне кажется, необходимо учитывать гипотезу о том, что Большой Взрыв был не первым моментом во времени, а событием — чем-то вроде фазового перехода, до которого существовала Вселенная, обладавшая, возможно, совершенно иными свойствами и управлявшаяся иными законами. Так Большой Взрыв становится фазовым переходом, как если бы внутри предыдущей Вселенной сформировалась черная дыра. Эта формация могла бы в будущем обладать сингулярностью, однако вместо этого сингулярность эта уничтожается квантовыми эффектами и, как говорится, скачет. И если, к примеру, звезда умирает и должна просто дойти до полного сжатия, квантовые эффекты заставляют ее совершать обратный скачок, и она снова начинает расширяться. Так создается новая область пространства и времени, которая может образовать новую Вселенную.
Такова одна гипотеза о том, что из себя представлял Большой Взрыв как переход. У Пола и Нила другая гипотеза, в рамках которой описывается, как вся Вселенная в целом проходит через фазовый переход. У людей, занимающихся квантовой гравитацией, гипотеза иная: в ней известные нам свойства пространства сравниваются с замерзшим куском льда, а когда вселенная переживает Большой Взрыв, это пространство в определенном смысле плавится, становится жидким, меняет свои свойства, а затем снова застывает.
Действительно, Большой Взрыв можно сравнить с временным таянием и последующим глобальным замерзанием. Эта гипотеза кажется мне необходимой для того, чтобы объяснить исходные условия, поскольку инфляционная гипотеза, хоть это и было обещано, не делает исходные условия Вселенной более правдоподобными и не объясняет, почему Вселенная имеет столь необычные свойства на ранних своих стадиях. И какова бы ни была дальнейшая судьба циклической космологии Пола и Нила и их гипотезы, я думаю, что в своей критике инфляционной гипотезы они правы. Истинна эта гипотеза об инфляции (раздувании) или нет, думаю, что они правы в том, что должен был быть фазовый переход, замещающий Большой Взрыв, и таким образом, объяснения феноменам начальных стадий Вселенной мы можем найти в периоде, предшествовавшем Большому Взрыву.
И это, разумеется, пересекается с моим интересом к квантовой гравитации, поскольку квантовая механика приобретает важность на этих весах, где произошел квантовый переход. И в мире теории квантовой гравитации у нас есть модели квантовой космологии, или модели петлевой квантовой космологии, которые разработаны Мартином Бойовальдом (Martin Bojowald), Абэем Аштекаром и многими другими учеными; эти модели показывают, как произошел этот скачок, демонстрируя, что сингулярности всегда уничтожаются и заменяются скачками.
Космология в последнее время процветает из-за успеха стандартной космологической модели. Но у нас все еще нет ответа на вопрос, очень похожий на тот, над которым бьются физики частиц: почему эта Вселенная именно такова? Нам прекрасно удалось измерить свойства этой Вселенной. И, независимо от того, истинна ли инфляционная гипотеза, эта Вселенная невероятна. Почему именно она? Почему не другие Вселенные, которые были бы более типичны, учитывая известные нам законы?
Это проблема исходных условий. Одна из основных моих идей состоит в том, что такими вопросами невозможно заниматься на основе той же методологии, которая пока что срабатывала. Физике нужна новая методология — такая, в которой учитывалось бы развитие законов.
Много ли есть людей, думающих аналогичным образом? Да нет. Таких людей не сказать чтобы очень много как в космологическом сообществе, так и в сообществе, занимающемся квантовой гравитацией. Например, я тесно общаюсь с Карло Ровелли и в некоторых областях, таких как петлевая квантовая гравитация, у нас полное взаимопонимание, однако Карло до сих пор верит в фундаментальное постоянство квантовой гравитации и квантовой космологии, а я нет. Хотя мы продолжаем дискутировать на эту тему.
В мире философии то, чем я занимаюсь, далеко не ново, и этим никого не удивишь. Я уже упоминал Роберто Унгера. Наше с ним сотрудничество иногда напоминало то, как Пикассо описал свое сотрудничество с Браком: иногда вы словно альпинисты, висящие на горе в одной связке. Вместе с Роберто мы развиваем эти идеи и провоцируем друг друга, и это замечательное приключение. Существует также философский контекст, восходящий к традиции американского прагматизма, идущей от Чарльза Сандерса Пирса, и в этом контексте ни одна из тех идей, о которых говорю, не является особенно новой и удивительной. Так что реакцию философов мне предсказать сложно, но, так или иначе, я нахожусь в контексте — контексте, который уже чуть ли не столетие формировался в дискуссиях и дебатах о реальности времени и о том, что законы могут изменяться.
Я надеюсь, что мне удастся убедить людей, поскольку тот ход мыслей, который привел меня к этим идеям, не является просто интуитивным и это не та точка, в которой я изначально планировал остановиться и надеюсь остановиться. На самом деле мне не очень-то нравится быть в гордом одиночестве. Мне не очень-то нравятся споры и конфликты, в отличие от многих людей, которых можно было бы сейчас упомянуть. Я чувствую, что моя задача состоит в том, чтобы развивать эти идеи, вывести их в поле дискуссии и, что особенно важно, развивать их в такой форме, чтобы они были наукой, а не философией. Философией же могут заниматься философы.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.