Стівен Хокінг - Вищий задум

Стівен Хокінг і Леонард Млодінов

Вищий задум

1. Загадка буття

Життя кожного з нас швидкоплинна, і за цей час ми здатні пізнати лише малу частину Всесвіту. Але люди допитливі. Ми цікавимося, ми шукаємо відповіді. Живучи в цьому величезному світі, де чергуються добро і зло, люди, вдивляючись в неосяжні небеса, завжди ставили собі безліч питань. Як зрозуміти світ, в якому ми опинилися? Як розвивається Всесвіт? У чому суть реальності? Звідки все це взялося? Мав потребу Всесвіт у творці? Більшість з нас не приділяють значної часу роздумів над цим питанням, але майже всі іноді задають їх собі.

Традиційно на такі запитання відповідала філософія, але зараз вона мертва. Вона не встигає за сучасним розвитком науки, особливо фізики. Тепер дослідники, а не філософи тримають в своїх руках факел, що висвітлює наш шлях до пізнання. Мета цієї книги - дати відповіді, засновані на останніх наукових відкриттях і теоретичних розробках. Вони приводять нас до нової картини світу, яка значно відрізняється від традиційної і навіть від тієї, яку ми могли намалювати собі ще років десять чи двадцять тому. Причому перші штрихи цієї нової картини виникли майже століття тому.

Згідно традиційного розуміння Всесвіту, все тіла в ній рухаються по строго певних траєкторіях і мають чітку історію. Ми можемо визначити їх точне положення в будь-який момент часу. Незважаючи на те що такий підхід цілком задовільний для повсякденних цілей, в 1920-х роках було виявлено, що ця «класична» картина не відповідає удаваному дивним поведінки об'єктів на атомному і субатомному рівнях. Там довелося застосувати іншу систему поглядів, названу квантовою фізикою. Квантові теорії виявилися здатними з виключно високою точністю предвичіслять явища, що відбуваються в цих масштабах, і в той же час, будучи застосованими до макросвіту нашого звичайного життя, вони дають ті ж прогнози, що і старі класичні теорії. Але квантова фізика базується на зовсім інших уявленнях про фізичну реальність, ніж класична фізика.

Квантові теорії можна сформулювати по-різному, але, мабуть, саме образне визначення дав Річард (Дік) Фейнман (1918-1988), який був вельми колоритною особистістю. Він працював в Каліфорнійському технологічному інституті і частенько грав на барабанах бонго в найближчому стрип-клубі. За Фейнману, система світу має не одну-єдину історію, а всі, які тільки можливі. У пошуках відповіді на наші запитання ми докладно пояснимо Фейнмановские підхід і застосуємо його для розгляду ідеї про те, що у Всесвіті немає однієї-єдиної історії і навіть немає окремого, незалежного існування. Це ідея виглядає радикальної навіть для багатьох фізиків. Дійсно, вона, як і багато інших ідей в сучасній науці, як ніби суперечить здоровому глузду. Але здоровий глузд грунтується на повсякденному досвіді, а не на знаннях про Всесвіт, яка відкривається нам через чудеса технологій, що дозволяють заглянути хоч в початок її розвитку, хоч в глиб атома.

До виникнення сучасної фізики було прийнято вважати, що все знання світу може бути отримано за допомогою безпосередніх спостережень, що речі такі, якими вони виглядають, як сприймаються нашими органами чуття. Але вражаючий успіх сучасної фізики, заснований на концепціях на кшталт Фейнмановские, що суперечать нашому повсякденному досвіду, показав, що це не так. Стало бути, просте сприйняття реальності несумісне з сучасною фізикою. Щоб мати справу з такими парадоксами, будемо дотримуватися підходу, який ми називаємо моделезавісімим реалізмом. Він ґрунтується на тому, що наш мозок інтерпретує сигнали, що надходять від органів почуттів, і створює модель світу.

Коли така модель вдало пояснює події, ми схильні приписувати їй, а також становить її елементам і концепціям властивість реальності, або абсолютної істини. Але ж один і той же фізичне явище можна змоделювати по-різному, використовуючи різні фундаментальні ідеї і концепції. Якщо дві такі фізичні теорії достовірно пророкують одні й ті ж події, не можна сказати, що одна модель реальніше інший, і ми цілком можемо використовувати ту, яка найбільш зручна.

В історії науки ми бачимо послідовність все більш поліпшуються теорій, або моделей світу: від Платона до класичної теорії Ньютона і до сучасних квантових теорій. Напрошується питання: чи досягне ця послідовність коли-небудь кінцевої точки, остаточної теорії Всесвіту, яка включить в себе всі взаємодії та передбачить всі наші спостереження, або ж ми будемо нескінченно шукати більш досконалі теорії, але так і не знайдемо тієї, яку навряд чи можна буде поліпшити? У нас поки немає чіткої відповіді на це питання, але вже є кандидат на остаточну теорію всього, якщо така взагалі існує. Це так звана М-теорія. Вона являє собою всього лише модель, що володіє всіма властивостями, якими, на нашу думку, повинна володіти остаточна теорія. Велика частина нашого подальшого обговорення буде грунтуватися саме на М-теорії.

М-теорія - це не теорія в звичайному сенсі. Це ціле сімейство різних теорій, кожна з яких є хорошим описом спостережень лише для обмеженого ряду фізичних ситуацій. Вона трохи нагадує карту. Добре відомо, що на жодній карті неможливо показати всю земну поверхню без спотворень. Звичайна проекція Меркатора, яка використовується для карт світу, сильно спотворює площі, перебільшуючи їх зображення на карті в міру наближення до Північного і Південного полюсів, а самі полюса картою в цій проекції зовсім не покриваються. Щоб правильно показати на мапі всю Землю цілком, потрібно використовувати набір карт, кожна з яких покриває обмежену область. Ці карти накладаються один на одного, і в місцях перекриття окремих листів на них зображений один і той же ландшафт. Те ж саме і з М-теорією: всі складові її теорії, навіть якщо вони виглядають сильно відрізняються один від одного, можуть розглядатися як різні аспекти однієї і тієї ж загальної теорії. Вони являють собою варіанти однієї теорії, застосовні лише в обмежених межах, наприклад коли якісь величини, скажімо енергія, малі. Подібно перекриваються листами карт в проекції Меркатора, там, де різні версії накладаються один на одного, вони пророкують одні й ті ж явища. Але точно також, як не існує плоскою карти, яка без спотворень відображає всю земну поверхню, не існує і єдиної теорії, яка добре відображає те, що спостерігається у всіх ситуаціях.

Ми розповімо, які відповіді може запропонувати М-теорія на питання про створення світу. Згідно М-теорії, наш Всесвіт не єдина. М-теорія передбачає, що воно було вчора безліч всесвітів. Для їх створення не потрібно втручання надприродної істоти або Бога. Швидше, ці численні всесвіти виникають природним шляхом за законами фізики. Вони є науковим прогнозом. У кожної всесвіту є багато можливих історій і багато можливих станів в більш пізні часи, тобто за часів на кшталт нинішнього, через тривалий час після їх створення. Більшість цих станів повинні бути абсолютно несхожими на видиму нам Всесвіт і абсолютно невідповідними для будь-якої форми життя. Лише в дуже небагатьох з них умови можуть дозволити наявність істот, подібних нам. Таким чином, наша присутність вибирає з цього обширного безлічі тільки ті всесвіти, які сумісні з нашим існуванням. І хоча ми малі і незначні в космічному масштабі, саме наша присутність робить нас в деякому сенсі володарями творіння.

Карта світу. Щоб уявити Всесвіт, може знадобитися ряд перекриваються теорій, подібно до того як для показу всієї Землі без спотворень потрібно набір перекриваються карт.

Щоб зрозуміти Всесвіт на найглибшому рівні, нам потрібно знати не тільки як вона себе проявляє, але і чому.

Чому є щось, замість того щоб не було нічого? Чому ми існуємо?

Чому існує саме цей конкретний набір законів, а не який-небудь інший?

Це Головне питання Життя, Всесвіту і Всього такого. Ми спробуємо відповісти на нього в цій книзі. На відміну від фантастичного роману англійського письменника Дугласа Адамса «Автостопом по галактиці», де на всі складні питання давався універсальний, але безглуздий відповідь «42», наша відповідь не буде настільки примітивним.

2. Верховенство закону

Кінець ознайомчого уривка

СПОДОБАЛАСЯ КНИГА?