Сергей Попов - Все формулы мира

Итак, слабый антропный принцип говорит нам, что сам факт нашего существования требует отбросить такие варианты устройства вселенной, при реализации которых нас бы не было. Заметим, что это не дает никакого ответа на вопрос о том, «почему же все-таки так получилось». Поэтому многие ученые не считают антропный принцип частью науки [67] Критика антропного принципа содержится, например, в статье Ли Смолина (см.: http://arxiv.org/abs/hep-th/0407213 ). . Иными словами, все равно важно искать ответы на вопросы, почему измерений именно три, почему массы частиц именно такие и т. д. Ведь в физике мы всегда стремимся добраться до сути, понять механизмы явлений.

Сильный антропный принцип выглядит несколько более странно и является куда как более спорным утверждением. Одна из формулировок гласит: «Свойства вселенной должны быть таковы, чтобы в ней могла появиться разумная жизнь». Звучит вполне как тезис какой-нибудь религии. Для многих так оно и есть. Существуют и более наукообразные формулировки, например связанные с некоторыми вариантами интерпретации квантовой механики: «Наблюдатели необходимы, чтобы вселенная реально существовала» [68] Такой подход развивал, например, Джон Арчибальд Уилер. Им сформулирован так называемый антропный принцип участия (см. его статью Genesis and Observership в книге Foundational Problems in the Special Sciences – London, Ontario, Canada: Springer, 1975). . В таком подходе в отсутствие наблюдателя «нет реальности» (дерево в лесу падает беззвучно, если этого никто не слышит). Наконец, еще один вариант связан с возможностью существования мультивселенных. В этой формулировке под словом «Вселенная» понимается вся совокупность миров: «Рано или поздно во Вселенной появляется разумный наблюдатель». Если верен сильный принцип, то автоматически верен и слабый.

Аргументы в пользу сильного антропного принципа очень косвенные и часто, скорее, «философские», даже если они связаны с интерпретацией квантовой механики. Зато такой подход потенциально претендует на объяснение исключительности набора физических параметров в нашей вселенной. И слабый, и сильный варианты призваны помочь понять, почему наша «снежинка» именно такая. Однако сами по себе эти подходы похожи не на снежинки, а, скорее, на капли воды.

Понимание того, что наш мир в принципе мог бы быть другим (пусть в нем не было бы нас самих), дает простор фантазии. Причем фантазировать можно, рассматривая все уровни: газообразный, жидкий и твердый. Иначе говоря, можно сделать конструирование миров предметом искусства, философских рассуждений или даже рассмотрений в рамках теоретической физики. Ведь если мы не могли бы появиться и/или жить в какой-то вселенной, это еще не значит, что мы не можем ее полностью описать с помощью формул.

Мы можем наслаждаться созданием «снежинки» – теории и ее конкретной формой как творением человеческого разума, вдохновленного реальными вопросами устройства мира [69] Здесь нельзя не упомянуть недавнюю книгу Фрэнка Вильчека «Красота физики» (М.: Альпина нон-фикшн, 2016). . С определенной точки зрения это «игра в бисер», но важно помнить, что методы и задачи теоретической физики не являются отвлеченными от актуальных вопросов науки, включая и прикладные. Скорее уж, это похоже на проектирование фантастических городов, которые никогда не будут построены, но архитектура и инфраструктура которых просчитываются достаточно детально.

В последние десятилетия появились научные аргументы в пользу осмысленности такого подхода, а также возможность подвести основу под антропный принцип. В частности, некоторые из них связаны с теорией струн и так называемым струнным ландшафто [70] Об антропном принципе в теории струн можно прочесть в статье А. Шеллекенса The Emperor's Last Clothes? доступной в Архиве: https://arxiv.org/pdf/0807.3249.pdf , о которых мы поговорим в следующей главе.

А.НЕКОТОРЫЕ ИЗ РЕШЕНИЙ УРАВНЕНИЙ, ЯВЛЯЮЩИХСЯ ЧАСТЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ, ПРИЗВАННЫХ ОПИСЫВАТЬ НАШ МИР, МОГУТ НАЙТИ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ОПИСАНИЯ СВОЙСТВ ДРУГИХ ВСЕЛЕННЫХ.

Б.ОБСУЖДАЮТСЯ РАЗЛИЧНЫЕ ВАРИАНТЫ ГИПОТЕЗЫ МУЛЬТИВСЕЛЕННОЙ. НЕКОТОРЫЕ ИЗ НИХ ПОДРАЗУМЕВАЮТ ОТЛИЧИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ ИЛИ ЗНАЧЕНИЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ КОНСТАНТ В РАЗНЫХ ВСЕЛЕННЫХ.

В.ПРАВИЛЬНОЙ МОЖЕТ ОКАЗАТЬСЯ ТАКАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ПРЕДСКАЗАНИЯ КОТОРОЙ НЕЛЬЗЯ БУДЕТ ПРОВЕРИТЬ НАПРЯМУЮ, ТАК КАК НАМ НЕДОСТУПНЫ НАБЛЮДЕНИЯ ДРУГИХ ВСЕЛЕННЫХ.

В становлении математики важным моментом было появление уравнений и методов их решения «в общем виде». Решая детскую задачу про путника, вышедшего из пункта А в пункт Б и двигавшегося с постоянной скоростью, важно понять, что время рассчитывается как расстояние, деленное на скорость. Тогда мы можем подставлять любые разумные значения и будем получать верные ответы. Иногда уравнения дают нефизичные результаты. Например, квадратное уравнение может иметь отрицательные корни. Если задача была про «сколько яблок», то ответ «минус два» может ничему не соответствовать в нашем привычном мире. Однако это не означает, что ответ вообще бессмысленный (скажем, «минус два электрона» может означать две «дырки» в полупроводнике или в другой ситуации – два позитрона). Корни также могут быть мнимыми, но и мнимым числам нашлось применение в физике. Тем не менее возможны ситуации, когда анализ физической теории приводит к множеству возможных ответов, из которых в наблюдаемом мире, как говорят наблюдения, присутствует только один. А что с остальными вариантами?

Самый простой подход – вообще не задаваться таким вопросом. В самом деле, теорию построили? Уравнения решили? Получили ответы, один из которых соответствует данным эксперимента? Чего ж еще желать? Желаем понять, почему так происходит.

Один из вариантов ответа – слабый антропный принцип. Мы живем в мире, где реализовался именно такой набор параметров, потому что другие варианты исключают появление наблюдателей вроде нас. Кое- кого этот ответ устраивает. Но многим этого мало. Во-первых, каков механизм реализации конкретного варианта, какими законами природы это описывается? Во-вторых, можно ли было получить иную реализацию, не исключающую присутствия наблюдателя (допустим, у нас есть такое решение)? В-третьих, а что с другими решениями, есть ли какие-то другие миры, где они реализованы? И как узнать об их существовании???

Сделаем лирическое отступление. Давайте подумаем, что можно было бы поменять в «Гамлете», сохранив не только самую общую идею, но и ход развития сюжета и основные детали антуража. Без проблем можно было бы сделать практически кого угодно из персонажей на год старше или младше. Наверное, можно было бы перенести действие в другую европейскую страну (скажем, в какой-нибудь итальянский город). Не возникло бы затруднений с вливанием яда не в ухо, а в ухý. Но что, если мы рассмотрим более радикальные перемены?