Млечный Путь № 1 2020

Галилей писал: "Природа разговаривает с нами на языке математики". Нобелевский лауреат Юджин Вигнер в прошлом веке говорил: "Эффективность математики в естественных науках невероятна и нуждается в объяснении". Тегмарк попробовал объяснить.

Каждый объект Вселенной обладает физическими свойствами. Солнце желтое, массивное, горячее. Яблоко зеленое, круглое, жесткое. Но давайте погрузимся вглубь - на атомарный уровень. Здесь эти свойства исчезают. У атома нет цвета, и понятие температуры к отдельному атому неприменимо. Атом не круглый, не жесткий, не зеленый. Физических свойств у атома много меньше, чем у системы атомов - молекулы, а у молекулы физических свойств много меньше, чем у яблока, человека или Солнца.

Какими физическими свойствами обладают элементарные частицы? Масса, энергия, импульс, момент вращения... Все? Но импульс и вращательный момент - это, вообще говоря, уже не материальные сущности. Это абстракция. Числа.

Элементарные частицы, как утверждают физики, - всего лишь особые колебания неких струн. А струны даже массы не имеют! Масса возникает в процессе струнных колебаний. Струна, вообще говоря, объект не физический, а сугубо математический. Число.

Что такое пространство, заполненное звездами, - по Эйнштейну? Это, по сути, геометрия. Свойства пространства - размерность, кривизна, топология, - свойства математического объекта. И получается, что на самом фундаментальном уровне природы нет физики, а есть только и исключительно математика! Все физические объекты, и мы с вами, Дженнифер, являемся, если разобраться, сугубо математическими структурами. Поэтому Тегмарк сделал вывод, который лишь выглядит шокирующим, а на самом деле справедлив и однозначен природа не описывается математикой. Природа и есть математика! И не более того.

Суть элементарных частиц заключена в числах - спине, заряде, лептонном числе... А числа - сугубо математическая структура. Еще более фундаментальная мировая сущность: волновая функция, движущаяся в гильбертовом пространстве, обладающем бесконечно большим числом размерностей. И волновая функция, и гильбертово пространство - объекты сугубо математические.

В основе физических законов лежат мировые постоянные - постоянная Планка, тонкой структуры, тяготения, скорость света... Числа, числа, числа. Мир, все вселенные - это математические структуры. Материи нет. Нет пространства. Число измерений равно нулю. Нет времени - оно для математических структур не существует.

Розенфельд увидел нетерпение в глазах Дженнифер, но не мог остановиться. Заговорив о математической вселенной, он понял, что перешел границу в восприятии собеседницы. Не мог понять - какую. То ли она перестала понимать то, что он говорил, полагая, что ей это известно. То ли она, напротив, все очень хорошо поняла и не хотела слышать продолжения. Знала, куда приведут Розенфельда рассуждения, и боялась выводов, к каким он мог прийти. Не хотела о них знать.

Испугалась?

Розенфельд запнулся - взгляд Дженнифер его остановил. Она не могла словами сказать яснее: прекратите!

Он прекратил.

Она подошла к окну, прижалась лбом к стеклу и смотрела в сад. Солнце теперь было с другой стороны здания, комната оказалась в тени, и Розенфельд видел тень Дженнифер на фоне яркого неба за окном - удивительно красивая картина художника-примитивиста. Он никогда прежде не связывал изображения с музыкой. Видимо, связь эта возникала из эмоций, а подобных эмоций у Розенфельда не было, музыку он воспринимал разумом, это тоже было, видимо, профессиональной деформацией. Сейчас, глядя на силуэт в окне, он... нет, не сравнил изображение с мелодией. Мелодия и силуэт стали единым целым. Силуэт превратился в мелодию, и Розенфельд не представлял, как это могло произойти физически. Наверно так же, как струны, становясь математикой, обнажают истинную сущность мироздания.

Из математических структур можно создать самое элементарное, что возможно в физике - струну. Запустить цепную реакцию развития физического мира. Мелодия струн рождает элементарные частицы - прежде всего, бозоны Хиггса. Массу, притяжение, инерцию. Элементарные частицы уже обладают новыми физическими особенностями. Возникает физический вакуум. Неоднородности физического вакуума приводят к флуктуациям - безудержному расширению пространства и Большому взрыву. Рождается Вселенная. Множество вселенных. Бесконечно большое число разнообразных вселенных. Атомы. Плазма. Звезды. Галактики. Планеты. Жизнь. Разум.

Всего этого могло не быть. Математические структуры - основа мироздания - могут существовать вечно. Они - вне времени. Они совершенны.

Что можно сделать с совершенством? Только - разрушить. Из сущности, не имеющей измерений, создать сущность с одним-единственным измерением. Единицу. Цифру. Число.

Струну. И запустить процесс вечного усложнения. Вечную мелодию вселенных.

"Из математики все мы вышли, и в математику вернемся..."

"Ибо прах ты и в прах возвратишься..."