Далекое будущее Вселенной

Большая часть физики определяется квантовой теорией поля, которая в полной своей форме, применяемой к стандартной модели физики элементарных частиц [40] (на мой взгляд, говорить об абстрактной квантовой теории вообще невозможно; она приобретает свое полное значение лишь в контексте той теории, к которой применяется), неописуемо сложна. Ее понятийный аппарат включает в себя среди всего прочего:

• Пространства Гильберта, операторы, коммутаторы, группы симметрии;

• Частицы/волны/волновые пакеты, различные виды спиноров, квантовые состояния/волновые функции;

• Параллельный транспорт/связи/метрики в пространствах с различным числом измерений;

• Уравнение Дирака и потенциалы взаимодействия;

• Нарушенные симметрии и связанные с ними частицы; и

• Вариационные принципы (лагранжианы и гамильтонианы), по–видимому, логически и/или причинно предшествующие всему остальному.

Производные (эффективные) теории, в том числе и классические (неквантовые) теории физики, используют равно сложные комплексы абстрактных структур: законы, силы, взаимодействия потенциалов, метрики и т. д.

Вопрос состоит в следующем: какова онтология/природа бытия всего этого квантового аппарата? По–видимому, у нас есть две возможности [31]:

(1) Это просто наши математические и физические конструкты, которые по какому‑то счастливому случаю с разумной точностью характеризуют физическую природу физических свойств.

(2) Они представляют собой более фундаментальную реальность — платонические «свойства», способные контролировать поведение свойств физических (и точно воспроизводиться в наших описаниях).

Если мы принимаем первое предположение, большой проблемой для нас становится «необъяснимая сила математики» описывать природу частиц: если природа свойств материи для нас непостижима и вовсе не определяется математикой, но ее поведение почему‑то точно описывается уравнениями современной математической физики[184], — это чудо какое‑то! Как возможно, чтобы хоть один математический конструкт давал точное описание реальности, не говоря уж о конструктах такой сложности, как стандартная теория физики элементарных частиц? Кроме того, при этом остается непонятным, почему же вся материя обладает одними и теми же свойствами: почему электроны рядом с нами идентичны электронам в другом конце вселенной? Почему все они подчиняются одним и тем же силам и законам? Что удерживает всю материю во вселенной под властью определенного поведения, того самого, которое точно описывается этой загадочной математикой?

Если мы принимаем второе предположение, загадка рассеивается: мир в самом деле зиждется на математике и вся материя во вселенной действительно идентична по своим свойствам. Но встает новый вопрос: как это происходит? Как именно математические законы влияют на физическую материю? И какая из многочисленных альтернативных форм (шредингеровская, гейзенберговская, фейнмановская, гамильтонианская, лагранжианская) является «окончательной»? Каков смысл любых вариационных принципов?

Так или иначе, мы сталкиваемся с фундаментальной метафизической проблемой [15, 17, 19, 34]: что выбирает именно этот набор физических законов/видов поведения и поддерживает их существование и действие? В особенности остро встает эта проблема при размышлении о происхождении вселенной у многих современных авторов (Трайон, Хартл, Хокинг, Готт, Линде, Тьюрок, Гасперини и другие)[185]. Большая часть их рассуждений либо предполагает процесс творения, начавшийся с какого‑то совершенно иного изначального состояния, которое само нуждается в объяснении, и происходящий на основе, как минимум, некоторых текущих законов физики (которые, следовательно, способны переживать очень серьезные изменения в состоянии вселенной, например, переход пространственно–временной сигнатуры от евклидовой к гиперболической), или же основывается на том, что называется «творением из ничего», однако в сущности предполагает некий процесс, основанный на всем (или большей его части) аппарате квантовой теории поля, упомянутой выше; иными словами, о «ни о чем» здесь речь точно не идет! В обоих случаях законы физики в определенном смысле существуют до появления вселенной (в нынешней ее форме), поскольку, как предполагается, участвуют в ее появлении.