Стивен Хокинг - Высший замысел

Однажды Эйнштейн задал своему ассистенту, математику Эрнсту Штраусу (1922–1983), такой вопрос: «А был ли у Бога выбор, когда он создавал Вселенную?» В конце XVI века Кеплер был убежден, что Бог сотворил Вселенную в соответствии с неким совершенным математическим принципом. Ньютон показал, что законы, применимые к небесным телам, применимы и на Земле, и вывел математические уравнения для выражения этих законов. Уравнения оказались столь изящными, что вызвали почти религиозный трепет у многих ученых XVIII века, которые, похоже, были полны решимости использовать их как доказательство того, что Бог был математиком.

Начиная с Ньютона, а особенно после Эйнштейна цель физики состояла в том, чтобы найти простые математические принципы вроде тех, которые предполагались Кеплером, и с их помощью создать единую «теорию всего», которая бы всесторонне объяснила особенности материи и сил, наблюдаемых нами в природе. В XIX веке британский физик Джеймс Максвелл (1831–1879), а затем в начале XX века германский физик Альберт Эйнштейн (1879–1955) объединили теории электричества, магнетизма и света. В 70-х годах XX века была создана стандартная модель — единая теория сильных и слабых ядерных взаимодействий и электромагнитной силы. Затем из стремления охватить и оставшуюся силу — гравитацию — появились теория струн и М-теория. Их целью было найти не просто единую теорию, объясняющую все силы, но и теорию, объясняющую фундаментальные параметры, о которых мы говорили, такие как величина сил, а также массы и заряды элементарных частиц. Как выразился Эйнштейн, надежда состояла в том, чтобы сказать, что «природа настолько обусловлена законами, что можно логически вывести столь строго сформулированные законы, что в их пределах будут только рационально определенные константы (следовательно, не те константы, численное значение которых может быть изменено, не нарушая теорию)». Уникальная теория вряд ли будет иметь ту точную настройку, которая позволяет нам существовать. Но если в свете последних достижений науки мы интерпретируем мечту Эйнштейна как мечту о единой теории, которая объясняет эту и другие вселенные с их полным спектром различных законов, то М-теория может быть таковой. Но уникальна ли М-теория, или же она вызвана каким-нибудь простым логическим принципом? Можем ли мы ответить на вопрос: почему именно М-теория ?

В этой книге мы рассказали, как закономерности в движении астрономических тел, таких как Солнце, Луна и планеты, навели людей на мысль, что этим движением управляют незыблемые законы, а не прихоть и капризы богов и демонов. Сначала существование таких законов стало очевидным только в астрономии (или астрологии, что было практически тем же самым). Явления на Земле происходят настолько сложным образом и подвержены столь многим воздействиям, что древние цивилизации не могли разглядеть сколь-либо отчетливых закономерностей в процессах, управляющих этими явлениями. Однако постепенно новые законы были выявлены и в других областях, кроме астрономии, что привело к идее научного детерминизма: должен быть полный набор законов, которые, учитывая состояние Вселенной в определенное время, описали бы, как она будет развиваться впредь. Эти законы должны действовать везде и всегда, иначе они не будут законами. Не может быть никаких исключений или чудес. Ни боги, ни демоны не могут вмешиваться в ход развития Вселенной.

Во времена, когда принцип научного детерминизма был впервые предложен, единственными известными законами были Ньютоновы законы движения и гравитации. Мы уже говорили о том, как эти законы расширил Эйнштейн в своей общей теории относительности и как были открыты другие законы, управляющие иными аспектами Вселенной.

Законы природы объясняют, как ведет себя Вселенная, но не отвечают на вопрос, который мы задали в начале книги: почему она проявляет себя именно так?

Почему есть что-то вместо того, чтобы не было ничего?

Почему мы существуем?

Почему существует именно этот конкретный набор законов, а не какой-либо другой?

Кто-то может считать, будто ответ на эти вопросы состоит в том, что есть Бог, который решил создать Вселенную именно таким образом. Резонно спросить: кем или чем создана Вселенная, но если ответ — Богом, то возникает другой вопрос: кто создал Бога? При такой точке зрения считается, что есть некая сущность, не нуждающаяся в творце, и ее называют Богом. Подобное мнение известно как основной аргумент в пользу бытия Бога. Однако мы утверждаем, что на эти вопросы можно ответить строго в рамках науки, без привлечения каких-либо сверхъестественных существ.

Согласно идее моделезависимого реализма, описанной в главе 3, наш мозг интерпретирует сигналы, поступающие от органов чувств, путем построения модели внешнего мира. Мы формируем мысленные представления о нашем доме, деревьях, других людях, об электричестве, поступающем из розеток, об атомах, молекулах и других вселенных. Эти мысленные построения и есть единственная реальность, которую мы можем знать. Никакой моделенезависимой проверки реальности нет. Следовательно, хорошо построенная модель создает собственную реальность. Обдумать вопросы реальности и творения нам может помочь пример с игрой «Жизнь», которую в 1970 году придумал молодой кембриджский математик Джон Конвей.

Слово «игра» в данном случае термин, сбивающий с толку. Здесь нет победителей и проигравших, фактически здесь вообще нет игроков. «Жизнь» по сути не игра, а набор законов, управляющих двухмерной вселенной. Это детерминированная вселенная: когда вы установили начальную конфигурацию, или начальное условие, то все, что будет происходить дальше, определяется законами.

Мир, придуманный Конвеем, представляет собой сеть квадратных клеток, похожую на шахматную доску, которая продолжается во все стороны бесконечно. Каждая клетка может быть либо «живой», либо «мертвой» (на иллюстрациях, помещенных далее, они показаны зеленым или черным цветом соответственно). У каждой клетки восемь соседей: сверху, снизу, слева, справа и четыре соседа по диагонали. Время в этом мире не непрерывно, а движется вперед дискретными шагами. Учитывая различное взаиморасположение мертвых и живых клеток, последующие события определяются количеством живых соседей в соответствии с такими законами:

1) Живая клетка с двумя или тремя живыми соседями остается жить (выживание).

2) Мертвая клетка с тремя живыми соседями оживает (рождение).

3) Во всех остальных случаях клетка умирает или остается мертвой. В случае если у живой клетки нет живых соседей или есть только один, она умирает от одиночества; если у нее больше трех живых соседей, она умирает от перенаселенности.