Олег Фейгин - Квантовые миры Стивена Хокинга

Этот математический прием, который, судя по результатам, может оказаться не менее важным для науки, чем преобразования Лоренца, приведшие Эйнштейна к специальной теории относительности, или решение Дирака, с помощью которого он предсказал существование античастиц (в частности, антиэлектрон), открыл перед физиками, занимающимися теорией эволюции Вселенной, и перед философами, пытающимися ее осмыслить и ввести в культурный контекст, совершенно новые перспективы. Отмечая эту новизну, Хокинг писал:

В классической теории гравитации, использующей действительное пространство-время, возможны лишь два поведения Вселенной: либо она существовала в течение бесконечного времени, либо ее началом была сингулярная точка в какой-то конечный момент времени в прошлом. В квантовой же теории гравитации возникает и третья возможность.

Эта возможность обусловлена тем, что пространственно-временной континуум оказывается представленным посредством комплексных чисел в евклидовых координатах, но имеющих продолжение в мнимую область. При таком описании мира пространство-время не имеет границы, и поэтому нет необходимости определять поведение Вселенной на этих границах.

Тогда нет и сингулярностей, в которых нарушались бы законы науки, а пространство и время не имеет края, на котором пришлось бы прибегать к помощи бога или какого-нибудь нового закона, чтобы наложить на пространство-время граничные условия. Можно было бы сказать, что граничное условие для Вселенной — это отсутствие границ. Тогда Вселенная была бы совершенно самостоятельна и никак не зависела бы от того, что происходит снаружи. Она не была бы сотворена, ее нельзя было бы уничтожить. Она просто существовала бы.

Таким образом, посредством перехода к мнимому времени Хокинг создал другую языковую систему, в которой парадоксы, связанные с наличием сингулярностей, отсутствуют по причине отсутствия самих сингулярностей. Принятие такой интерпретации полностью меняет ход дискуссий вокруг проблемы происхождения Вселенной, поскольку исчезает сам предмет дискуссии: Вселенная — это то, что есть, к ней логически неприменимы трактовки, связанные с такими категориями как происхождение, начало, завершение и т. д.

Предвидя возможное сопротивление научного сообщества принятию таких существенных изменений в понятии времени, Хокинг обращал внимание на то, что представления о мнимом времени и, соответственно, о том, что время и пространство должны быть конечны и без границ, есть всего лишь теоретический постулат, который не выводится из какого-либо другого более общего принципа: как и всякое теоретическое положение, оно может быть первоначально выдвинуто из эстетических или метафизических соображений, но затем должно пройти реальную проверку — позволяет ли оно делать предсказания, согласующиеся с наблюдениями.

Но поскольку наши наблюдения происходят в действительном времени, то историю саморазвития Вселенной пока что следует интерпретировать в рамках модели Большого взрыва, где, несмотря на все усилия теоретиков, все же неустранимо присутствуют сингулярности.

Впрочем, такая двойственная и в деталях взаимоисключающая картина мира построенного с учетом новой физики, возникшей в начале прошлого века, в целом неудивительна. История науки знает много крайне неудачных попыток трактовать неоднозначность поведения объектов микромира с точки зрения классической механики, все равно так или иначе приводивших к принципу дополнительности и корпускулярно-волновому дуализму. В этой связи Хокинг рассуждал:

Может быть, мнимое время — это на самом деле время реальное, а то, что мы называем реальным временем, — просто плод нашего воображения. В действительном времени у Вселенной есть начало и конец, отвечающие сингулярностям, которые образуют границу пространства-времени и в которых нарушаются законы науки. В мнимом же времени нет ни сингулярностей, ни границ. Так что, может быть, именно то, что мы называем мнимым временем, на самом деле более фундаментально, а то, что мы называем временем реальным — это некое субъективное представление, возникшее у нас при попытках описать, какой мы видим Вселенную.

Хокинг считал, что в случае квантового мнимого времени ему удалось ввести одно из важных понятий квантовой теории, наряду с представлениями о квантовых скачках, спине частиц, волнах вероятности, неодновременности событий, о квантовом вакууме и других парадоксальных изысках новой физики. Надо заметить, что недосказанные мысли кембриджского теоретика быстро поняли британские философы. На сегодняшний день считается, что современные критерии научной рациональности позволяют ввести такие противоречивые, но чрезвычайно продуктивные для теории понятия, как мнимое время, в научный контекст на основе принципа эпистемологической дополнительности.

Таким образом, переход к представлению времени в мнимых единицах измерения позволил Хокингу ликвидировать неустранимые в стандартной теории Большого взрыва бесконечные расходимости, появляющиеся в точке сингулярности, и выстроить совершенно новую концепцию времени в модели «происхождения» Вселенной.

Оказалось, что мнимое время Хокинга самым непосредственным образом связано с новыми концепциями квантового времени. Так, оно способно более-менее надежно объединить множественные миры квантового Мультиверса и даже быть связующим звеном множественного Мироздания. Например, Хокинг ввел понятие «кванта мнимого времени», связывающего воедино все миры Мультиверса.

В подобных теоретических схемах миры квантового многомирья напоминают костяшки на бухгалтерских счетах, нанизанные на единую стрелу общего времени Мультиверса. Каждый хроноквант (10–44 с) в сингулярности Большого взрыва возникает новый мир, отправляясь в путешествие по стреле времени. В этой практически бесконечной череде вселенных действует и собственное время, показывающее возраст каждого конкретного мира. Оно отражает перемещение по стреле времени, как спидометр автомобиля показывает время поездки по пройденному расстоянию при строго определенной скорости. Так связь «внешнего» и «внутреннего» времен образует единую структуру Мультиверса.

По мнению Хокинга, решение вопроса «многовременности» нашей Вселенной или хотя бы Метагалактики следует искать среди далеких космических объектов, перемещающихся со сверхсветовой скоростью. Вместе со своим коллегой Мартином Рисом профессор Хокинг выяснил, что такие объекты действительно известны астрономам! Правда, пока все они нашли свое объяснение в рамках теории относительности или оказались оптическими иллюзиями, не связанными с многомерностью времени….