В начале было ничто. Про время, пространство, скорость и другие константы физики

Ключа к загадке происхождения значения G нет ни у кого. Современные домыслы на эту тему затрагивают возможность того, что когда-то гравитация была более сильной, но сошла на нет, когда Вселенная остыла (что очень похоже на рассуждения о постоянной тонкой структуры, только в случае тяготения ослабление зашло гораздо дальше). Некоторые допускают, что гравитация на деле по-прежнему сильна, но большая часть ее просочилась в шесть или семь измерений, которые еще предстоит научиться раскрывать и регистрировать. В общем, никто не знает, почему тяготение столь слабо. Тем более никто не знает, почему современное значение α_G именно таково. Никто даже не притворяется, что догадывается об этом.

* * *

Подведем итоги? Законы природы управляют поведением всего сущего в общем смысле, но количественные следствия из них определяются значениями различных фундаментальных постоянных. К последним относятся скорость света, величина, занимающая центральное место в теории относительности, постоянная Планка, лежащая в основе квантовой механики, и постоянная Больцмана, принципиально важная для термодинамики. Однако я попытался показать, что если все физически наблюдаемые величины выразить в одних и тех же – или связанных с ними – основных единицах, а не попадаться в ловушку прагматически оправданных, но пестрых и разномастных искусственных единиц, придуманных человеком, то эти три фундаментальные постоянные могут быть исключены из рассмотрения. Другими словами, если вы продолжаете настаивать, чтобы они появлялись в уравнениях, вы можете положить их все равными единице – при условии, что вы выразили все наблюдаемые величины в связанных единицах (я выбрал для этого секунду и ее видоизменения). Есть и другой класс фундаментальных постоянных – константы взаимодействия, которые определяют масштаб различных сил, например электромагнитной и гравитационной. Никто пока не знает, почему эти постоянные имеют те кажущиеся случайными значения, которые сейчас для них экспериментально установлены.

9 Взывая к глубинам

Почему математика работает

Многие законы природы выражаются математически; все они, даже те, которые внутренне математическими не являются (вроде тех, что можно сформулировать для описания эволюции путем естественного отбора), приобретают большую силу, когда предстают в математической форме. Одним из первых ученых, исследовавших эту тему, был влиятельный венгерский математик Юджин Вигнер (Ене Пал Вигнер, 1902–1995); он поднял этот вопрос на прочитанной им в 1959 году лекции «Необъяснимая эффективность математики в естественных науках»[67]. Его вывод, сформулированный с мудрой осторожностью, заключался в том, что эта непостижимая эффективность – тайна слишком глубокая, чтобы ее можно было разгадать в процессе простого человеческого размышления. К общему чувству отчаяния по этому поводу некоторые добавляли, что из всех современных тайн эта имеет все шансы остаться неразгаданной еще очень долго.

Альтернативный, более положительный взгляд, резко контрастирующий с осторожным пессимизмом Вигнера, заключается в том, что действенность математики вполне понятна. Вместо того чтобы вселять растерянность и ошеломление, математика должна рассматриваться как окно, открытое в глубину структуры Вселенной, как многообещающий и важный канал информации. Может быть, посредством математики Вселенная пытается говорить с нами на нашем языке? В этой главе я попытаюсь устранить оттенок мистицизма, который – боже упаси – кто-то может усмотреть в этих словах [68]. Возможно, существование математических формулировок законов природы указывает на очень серьезный вопрос. Будем надеяться, что мы получим на него удовлетворительный ответ, возможно, касающийся глубочайшей структуры реальности. А возможно, этот вопрос указывает на другой, самый глубокий из всех вопросов, который миллионы и миллиарды лет остается самым волнующим и насущным вопросом в мире: как появилось все то, что существует?

* * *