Стивен Хокинг - Великий замысел

Эйнштейн однажды задал своему ассистенту Эрнсту Штраусу вопрос: «Имел ли Бог выбор, создавая Вселенную?» В конце 16 века Кеплер был убежден, что Бог создал Вселенную, в соответствие с некоторыми совершенными математическими принципами. Ньютон показал, что те же самые законы, которые действуют на небесах, действуют и на Земле, и разработал математические уравнения, чтобы описать эти законы, которые оказались такими изящными, что они заразили многих ученых 18 века, которые намеревались использовать их, чтобы доказать, что Бог был математиком.

Со времен Ньютона и, особенно, Эйнштейна, целью физики было найти математические принципы, которые предсказывал Кеплер, и с помощью них создать единую теорию всего, что позволило бы просчитать каждый элемент материи и сил, которые мы наблюдаем в природе. В конце девятнадцатого — начале двадцатого века, Максвелл и Эйнштейн объединили теории электричества, магнетизма и светового излучения. В 1970-х была создана стандартная модель — единая теория сильного и слабого ядерного взаимодействия и электромагнитного взаимодействия. Теория струн и М-теория были созданы, чтобы включить в единую теорию оставшееся гравитационное взаимодействие. Целью было найти не просто единую теорию, которая объясняет все эти взаимодействия, но так же объясняет фундаментальные составляющие, о которых мы говорили: силы взаимодействия, массы и заряды элементарных частиц. Как выразился Эйнштейн, надежда была в том, чтобы можно было сказать, что «природа так устроена, что возможно логически сформулировать такие строго детерминированны законы, которые используют только рациональные полностью определенные константы (следовательно, не те константы, чьи значения могут быть изменены, не разрушая теорию)». Единая теория вряд ли имела бы точную настройку, чтобы позволить нам существовать. Но если в свете последних достижений мы интерпретируем мечты Эйнштейна о единой теории, которая объясняет эту и другие вселенные, с их целым спектром различных законов, то М-теория могла бы стать такой теорией. Но является ли М-теория единой, или нуждается в любых простых логических принципах. Можем ли мы ответить на вопрос, почему М-теория?

В этой книге мы показали, как закономерности в движении астрономических тел, таких как Солнце, Луна и планеты наводят на мысль, что они подчиняются определенным законам лучше, чем если бы они были объектами прихотей или капризов Бога или дьявола. В начале существование законов было очевидно только в астрономии (или астрологии, которая рассматривалась как то же самое). Движение тел на небе является столь сложным и зависит от многих факторов, что ранние цивилизации были не в состоянии представить четкие модели или законы, обуславливаемые этими явлениями. Постепенно, однако, новые законы были открыты в областях, отличных от астрономии, и это привело к идее научного детерминизма. Предполагается, что должен быть описан полный и завершенный свод законов, так чтобы имея определенное состояние Вселенной в определенный момент времени, можно было бы точно предсказать, как Вселенная будет развиваться в будущем. Эти законы должны соблюдаться везде и во все времена, иначе они не были бы законами. И не должно быть никаких исключений или чудес. Бог или Дьявол не могли бы вмешиваться в развитие Вселенной.

В то время, когда впервые был предложен научный детерминизм, законы Ньютона о движении и гравитации были единственными законами. Мы показали, как эти законы были дополнены Эйнштейном в своей общей теории относительности, и как были открыты другие законы, описывающие другие аспекты мироздания.

Законы естества объясняют нам, как Вселенная развивается, но они не могут ответить на вопрос: почему именно так? Вот вопросы, которые были поставлены в начале этой книги:

Почему нечто лучше, чем ничего?

Почему мы существуем?

Почему существует именно этот набор законов, а не другой?

Некоторые ответят на эти вопросы, что существует Бог, который решил создать мироздание именно таким. Резонно спросить, кто или что создало Вселенную, но если ответом будет — Бог, тогда естественно возникает вопрос, а кто создал Бога? Если принять ту точку зрения, то есть некоторая сущность, которая не нуждается в создателе, и эта сущность называется Богом. Это приводится, как главный аргумент того, что Бог существует. Мы хотим, однако, получить ответ на этот вопрос исключительно внутри сферы науки, без привлечения божественных сил.

В соответствие с идеей модельно-зависимого реализма, представленного в Главе 3, наш мозг интерпретирует поступающую через наши органы чувств информацию, создавая модель внешнего мира. Мы формируем внутреннее представление о нашем доме, деревьях, других людях, электричестве в розетках, атомах, молекулах и других сущностях. Это внутреннее представление является единственной реальностью, которую мы можем понимать. Не существует модельно независимого подтверждения реальности. Из этого следует, что хорошо сконструированная модель создает свою собственную реальность. Примером того, что может помочь нам понять о реальности и создании, является Игра Жизни, изобретенная в 1970 году молодым математиком из Кембриджа по имени Джон Конвей.

Слово «игра» в Игре Жизни является обманчивым термином. Там нет ни победителей ни проигравших, фактически, там нет игроков. Игра Жизни — не настоящая игра, а набор законов, которые управляют двумерной Вселенной. Это детерминированная Вселенная: Единожды вы устанавливаете начальную конфигурацию или условия, а законы помогут точно определить, что произойдет в будущем.

Воображаемый мир Конвея является квадратной матрицей, по типу шахматной доски, но простирающейся по всем сторонам бесконечно. Каждая клетка может находиться в одном из двух состояний. Живая (зеленый цвет) или мертвая (черный). Каждая клетка имеет восемь соседних клеток: сверху, снизу, слева, справа и четыре клетки по диагонали. Время в этом «мире» не непрерывное, а дискретное. Дается некоторое начальное расположение мертвых и живых клеток, число живых соседних клеток определяет, что произойдет дальше в соответствие со следующими законами:

1. Живая клетка, рядом с которой находятся две или три живые клетки выживает.

2. Мертвая клетка, имеющая ровно три живых соседа, становится живой клеткой (рождается).

3. Во всех других случаях клетки либо умирают, либо остаются мертвыми. В случае, если живая клетка имеет ноль или одного живого соседа, считается, что она умерла от одиночества; если же она имеет более трех живых соседей, то считается, что она умерла от перенаселения.