Коллектив авторов - Современная космология: философские горизонты

Космологическая картина множественности вселенных, возникающих из первичного высокоэнергетического физического вакуума, физические основы которой были заложены в 80-х годах XX столетия, в смысле описания реальности как множества имела более ранний «прообраз». Его появление связано с квантовой механикой, а само представление о множественности реальностей получило название «многомировая интерпретация квантовой механики». Её суть заключена в том, что её авторы, Эверет и Уилер, предлагают [299] См., например, Менский М.Б. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов // Успехи физических наук, 2000. Т. 170. № 6. С. 632–648. решение проблемы редукции волновой функции путём элементарного отказа от самого феномена редукции. Суперпозиция волновой функции Ψ(х) = Ψ / 1(х)+ Ψ 2(х)+…+Ψ k(х) описывает не потенциальные, а актуальные состояния. Иными словами, каждая волновая функция Ψ i(х) описывает свою, отдельную, вполне актуально существующую вселенную. Сама же редукция волновой функции (т. е. акт измерения) означает, что наблюдатель обнаружил себя в одной из эверетовских вселенных, тогда как другие вселенные остались без него. Таким образом, многомировая интерпретация отказывается от одного из основных положений квантовой механики — о потенциальном существовании квантовых объектов в форме потенциального многообразия состояний и актуализации одного из них в акте измерения. Взамен этого она утверждает положение об актуальном существовании многообразия состояний и переход к эмпирическому восприятию одного из них в процедуре измерения. Каждый акт измерения выявляет свой пласт новых вселенных. Слабость этой концепции заключается в том, что она не даёт ответа на вопрос: «Как данный наблюдатель оказался в данном эверетовском мире?», т. е. каков механизм «переноса» в акте измерения наблюдателя из одной вселенной в другую. Однако, несмотря на это, многомировая интерпретация квантовой механики привлекает к себе внимание и имеет своих сторонников [300] Менский М.Б. Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов // Успехи физических наук, 2000. Т. 170. № 6. С. 632–648. Отклики читателей на статью М.Б. Менского «Квантовая механика: новые эксперименты, новые приложения и новые формулировки старых вопросов» // Успехи физических наук, 2001. Т. 171. № 4. С. 437–462. . Очевидно, что многомировую интерпретацию квантовой механики действительно можно назвать «прообразом» мультиверсальной картины мира, поскольку она носит логически-объясняющий характер, постулируя идею множественности физической реальности, но не предлагая никаких, кроме описания при помощи вероятности, физических механизмов описания и «функционирования» этой множественности. «Обобщённая» физическая реальность [301] По аналогии с микромиром, макромиром и мегамиром этот тип физической реальности предлагается назвать гигамиром — см. Тарароев Я.В. Проблема понятия «Вселенная» в квантовой космологии // Вісник Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна. Серія: Теорія культури та філософія науки — 2003. № 587. С. 17–19. , описываемая теорией Мультиверса (частным случаем которой является наша и другие вселенные), для своего описания требует нового языка и генезиса новых физических концептов. Процессы инфляции (раздувания пузырей (они же домены)), процессы их рождения, «формирование» физических и геометрических свойств вселенных есть, прежде всего, процессы, происходящие на уровне микромира — на планковских масштабах, причём, с огромными энергиями. Квантовая механика не может в полной мере выполнить эти задачи, поскольку её эмпирическая составляющая и её теоретический аппарат были сформированы для физических процессов, происходящих на больших масштабах и с меньшими энергиями.

Основным «претендентом» на описание такой «интегрированной физической реальности» как оснований физического мира является теория струн/М-теория.

В своём интервью [302] http://elementy.ru/lib/430177 российскому сайту «Элементы» Дэвид Гросс говорит о том, что современные тенденции дальнейшего развития теории струн ведут к генезису принципиально нового обобщённого физического концепта, для которого концепт пространства-времени будет производным, частным. «Переходной формой» (в логико-содержательном смысле) от этого «обобщённого концепта» к современному физическому представлению четырёхмерного пространства-времени нашей Вселенной, воспринимаемого нашими органами чувств, является многомерное пространство-время теории струн/М-теории, так называемое пространство Калаби-Яу. В настоящий момент именно многомерное пространство-время, как уже достаточно разработанный физический концепт, «несёт ответственность» за «реализацию» в современной физике и космологии принципов мультиверсальности, т. е. представление физической реальности как качественного многообразия форм и видов материи.

Проблема редукции (сведения) многомерной физической реальности к четырёхмерному пространству-времени (очевидно, что на языке космологии эта проблема интерпретируется как проблема возникновения нашей Вселенной) сложна не только в аспекте своего математического формализма, но и в смысловом и содержательным аспектах. На первых этапах своего развития и становления теория струн/М-теория предполагали, что в процессе возникновения нашей Вселенной дополнительные размерности пространства-времени компактифицировались, т. е. замыкались сами на себя, «сворачивались в трубочку» с радиусом, порядка планковских (10 -33) масштабов. Однако, как отмечает в вышеупомянутом интервью Д. Г росс, в последнее время было высказано предположение, что дополнительные измерения могут быть макро- и мегаскопическими, и находятся вне наших эмпирических возможностей только потому, что мы сами существуем на четырёхмерной бране, которую можно рассматривать как «сечение» пространства-времени более высоких размерностей.

Описание возникновения этого «сечения», а равно как компактификации остальных, больших, чем 4 размерностей пространства-времени, также сталкивается с идеей множественности, или качественного многообразия физических форм объективной реальности и вновь «выходит» на антропную тематику (хотя значительная часть специалистов, в том числе и Д. Гросс, с таким подходом не согласны). Проблема теории струн/М-теории заключается в том, что существует порядка 10 100+ 10 1000возможных вариантов перехода от многомерия к четырёхмерию, в том числе и вариантов компактификации [303] В терминологии теории струн/М-теории речь идёт о таком большом количестве так называемых метастабильных ложных вакуумов с положительной космологической постоянной Л. . Каждому варианту перехода (метастабильному ложному вакууму) соответствует свой мир, эквивалентный в концепции мультиверсума отдельной вселенной, «пузырю» пространства-времени, имеющий свои физические формы материи, свои физические и геометрические законы и т. п. По крайней мере, на современном этапе развития теории струн/М-теории не существует однозначного теоретического механизма сведения многомерной физической струнной реальности к наблюдаемым нами физическим чувственным формам материи и пространства-времени. В силу этого сторонниками антропного решения этой проблемы утверждается, что множество метастабильных ложных вакуумов (множество миров) существуют актуально, а мы живём в одном из них, поскольку его свойства благоприятны для нашего существования. С лёгкой руки Л. Сасскинда эта проблема получила название «проблема ландшафта» теории струн/М-теории. Под «ландшафтом» здесь понимается [304] 1 Как отмечает сам Сасскинд, зависимость потенциала от скалярного поля в этом случае графически будет представлять собой «гористую местность», которая заполнена «горами» (максимумами) и «впадинами» (минимумами). Каждой «впадине» (локальному минимуму потенциала) соответствует свой мир (пузырь), поэтому вся эта «картина» и названа ландшафтом. См. L. Susskind The Anthropic Landscape of String Theory // arXiv: hep-th/0302219vl. C. 1–2. совокупность всех возможных четырёхмерных [305] Проблема ландшафта не учитывает возможность редукции многомерной физической реальности к физической реальности меньшего, но не равного четырём количества размерностей, поскольку такая реальность не дана нам в чувственном опыте. Однако в контексте антропного решения проблемы ландшафта такой подход также представляет теоретический интерес. миров (вселенных пузырей). Спор, который возник в связи с этой проблемой среди специалистов, носит скорее методологический (с оттенком онтологии) характер и касается того, существует ли актуально или нет множество метастабильных вакуумов (миров), и если да, то достаточно или нет антропного объяснения, который и предложил Сасскинд, для решения этой проблемы. Перспективы этого спора сейчас не берется предсказать никто, поскольку, как отмечает тот же Д. Гросс, теория струн/М-теория ещё очень далека от своего завершения, в том числе и в своих космологических приложениях, однако сам факт его наличия говорит о том, во-первых, что идея множественности представлений физической реальности или мультиверсальности проникает в самую основу физического знания [306] См. Тарароев Я.В. О двух онтологических концепциях в основании физического знания // Вопросы философии, 2008. № 12. С. 104–115. , и, во-вторых, «наличие» антропного объяснения в космологии и связанной с ней теории струн/М-теории, проблема наблюдателя в квантовой физике, проблема операциональных измерений в ОТО и СТО говорят о том, что физическое знание приобретает всё более заметную «антропологическую составляющую», вне которой физико-космологическое знание не может в полной мере раскрыть своё научное содержание. Впрочем, анализ собственно антропного принципа — тема отдельной работы [307] Классификацию, историю становления и логику развития антропных представлений в космологии см., например, Казютинский В.В. Антропный принцип в научной картине мира // Астрономия и современная картина мира М., 1996. С. 144–182. , а сейчас кратко подведём итоги становления и развития космологических концептов — космос, Вселенная, мир в науке XX и XXI столетий.