Александр Беард - Как устроен мир? Границы реальности

7. Просите – и дано вам будет, ищите – и найдете, стучитесь – и отворят вам.

8. Ибо всякий, кто просит, получает, кто ищет, находит, и тому, кто стучится, отворяют.

Представления основаны на поверхностном знании широкого круга вопросов. Вряд ли, кто-нибудь сегодня может сказать, что все существующие физические теории знает в совершенстве. Но знание это не только владение математическим аппаратом для описания всевозможных явлений, это и понимание сути этих явлений на основе рассуждений, анализа известных фактов и наблюдений с качественной стороны.

Нет необходимости в знании математического аппарата климатологов, чтобы представлять себе процессы смены времён года, основные закономерности в изменениях погоды. Каждый житель средней полосы, без каких либо математических расчётов может уверенно говорить о том, что в феврале будет зима и мороз, а в июле будет лето и тепло. Многие могут без специальных знаний сказать, что солнце не будет вечно греть Землю, а сама Земля не будет вечно комфортным местом проживания человека. Есть ещё и дар предвидения – подсознательного формирования образа того, о чём человек постоянно думает. Менделеев, Эйнштейн, Ньютон и многие другие учёные пришли к своим открытиям и теориям до того, как они были облечены в математические формулы и строгие описания закономерностей. У человека есть способность чувствовать истину. Но должна быть ещё способность чувствовать, где она.

Если в основе представлений человека о мире лежат ложные истины, в которых человек не сомневается, трудно ожидать, что он сделает шаг в правильном направлении.

Эйнштейн и другие физики так и не пришли к представлению о теории всего. И это не потому, что не открыты ещё какие-то законы, и не разработан соответствующий математический аппарат, а потому, что теория всего в рамках современных представлений, теорий и гипотез, вероятнее всего, невозможна. Интересно, что это подсказывает нам математика.

Математический аппарат для описания объектов окружающего мира имеет особенности, которые не позволяют описать процессы различных масштабов и видов с помощью единых формул. Как пример такого свойства математического описания, можно привести два раздела математики. Арифметика имеет дело с дискретными числами. Когда числа растут, теряется смысл в их конкретном цифровом определении, появляются алгебра, имеющая дело с непрерывными функциями – зависимостями одних чисел от других. Сами большие числа уже не подвластны прямому счёту, количественному определению. Появляются множества, свойства которых описываются теорией множеств.

Подобным образом, свойства материи на разных уровнях и масштабах могут быть описаны отдельными математическими инструментами. В пограничных областях для описания явлений могут применяться различные инструменты, которые дают приближенные описания процессов. Как пример таких пограничных областей материи, можно привести внутриатомные процессы, которые в некоторой степени приближения могли быть описаны непрерывными функциями, например, движение электрона по орбите, а также средствами квантовой механики, которая имеет дело с квантовыми состояниями объектов. Часть процессов не поддаётся конкретному численному определению и требует для описания аппарата теории вероятности и статистики.

Поэтому, на мой взгляд, ожидать объединения всех физических теорий и гипотез в некоторую теорию всего не приходится, как не приходится ожидать объединения арифметики, теории вероятности, теории множеств и алгебры в один универсальный математический аппарат.

Для человека наиболее понятна в окружающем мире область макрообъектов. С такими объектами человек сталкивается от рождения до смерти. У макрообъектов не проявляются заметным образом квантовые свойства. В микромире наоборот, не так заметны непрерывные функции макромира, как квантовые свойства объектов микромира.

Расширяя свои знания в области более мелких и более крупных масштабов, человек сталкивается с тем, что свойства объектов в этих масштабах не могут быть описаны известными ему средствами. Известный пример математического инструмента для масштаба следующего за привычным макромиром это СТО и ОТО, которые до настоящего времени не всеми принимаются и понимаются, но описывают поведение материи в таком масштабе.

Известный физик Эрвин Шредингер, когда сформулировал знаменитое уравнение волновой функции для квантовых систем, как говорил мой преподаватель физики, сам не до конца понимал его смысл. Само уравнение не выводилось из каких-либо законов, а было постулировано. Да, даже уравнения иногда предлагаются учёными в виде постулатов. Но чтобы такой постулат родился в голове человек, определённо, для этого нужен особый канал получения информации. Не физику это уравнение понять ещё сложнее, чем теорию относительности. Но физики обратили внимание на то, что волновые свойства присущи всем телам, и не только в микромире. Ну вот, Эрвина Шредингера после этого и озарило представление о том, как должны быть описаны свойства этих тел.

В более крупных масштабах, которые обнаруживаются на пределе возможностей наблюдения, законы могут иметь свои особенности, и существенно отличаться от известных нам законов. А при рассмотрении масштабов за пределами наблюдаемого мира мы можем обнаружить, что законы становятся подобными законам глубокого микромира. Картина Мироздания может замкнуться. Такие предположения делают иногда и современные физики.

Больше 40 лет назад два гениальных физика Джон Уиллер и Брайс-Де Витт в своих работах показали, что времени не существует. Такое утверждение противоречит всем существующим «здравым смыслам», но значит ли это, что их утверждение ложно?

Обнаружено, что в глубоком микромире не только не имеет смысла время, но и пространство там другое. Похожая ситуация возможна и в мегамире. Может быть, эти два мира крайне малых и крайне больших масштабов должны соприкоснуться?

На каждом масштабном уровне силами учёных возникает свой математический аппарат, который пригоден для такого уровня.

Может быть в этом и есть смысл истинной Теории Всего. Почему бы ей не состоять из множества теорий, применение которых возможно для каждого рассматриваемого масштаба явлений. Только все эти теории необходимо объединить логически, где совершенно понятны границы применения каждой из них, а весь комплект этих теорий охватит своими математическими средствами весь мир, всё Мироздание без пробелов и тёмных пятен.

Видимо, именно в этом направлении следует двигаться. Необходимо представить себе устройство всего Мироздания. Пусть для начала без математики, на уровне общих представлений описать качественные характеристики Мироздания во всём диапазоне масштабов. Кеплер тоже сначала представил себе, как должны двигаться планеты по своим орбитам, а потом это представление выразил в формулах.