Возрожденное время. От кризиса в физике к будущему вселенной

Анаксимандр осознал, что для создания успешной теории вселенной, которая избежала бы сведения к абсурду в виде бесконечной башни черепах, нужна концептуальная революция. Он предложил идею, очевидную для нас, но шокирующую в его время, — что «вниз» это не универсальное направление, а просто направление к Земле. Правильный способ установления закона не в том, что вещи падают вниз, а в том, что вещи падают по направлению к Земле. Это сделало возможной другую революцию — открытие, что Земля не плоская, а круглая. Сам Анаксимандр не сделал этот потрясающий шаг, но его переопределение понятия «вниз» освободило его для рассмотрения Земли как тела, плавающего в пространстве. Так что он мог сделать изумительное предположение, что небо простирается во все стороны вокруг Земли — как под нашими ногами, так и над нашими головами.

Это прозрение существенно упростило космологию того времени, поскольку факт, что Солнце, Луна и звезды восходят на востоке и заходят на западе, смог быть понят как следствие ежедневного вращения неба. Больше не было необходимости заново создавать Солнце каждое утро на востоке и уничтожать каждый вечер после его захода на западе; после захода Солнца оно возвращалось на свою стартовую позицию, пройдя путь под нашими ногами. Вообразите восторг от понимания этого в первый раз! Это удалило великий источник античного страха, — что некий дух, отвечающий за создание нового Солнца каждое утро, может проспать или покинуть свой пост. Революция Анаксимандра была, возможно, более великой, чем революция Коперника, поскольку его переопределение понятия «вниз» объявило спорной необходимость объяснить, что же поддерживает Землю.

Философы, которые пытались найти, что поддерживает Землю, делали простую ошибку — брали закон, который применим локально, и применяли его к целой вселенной. Их вселенной была Земля и небо, а нашей — гигантский космос, заполненный галактиками, но та же самая ошибка в большой степени лежит в основании неразберихи в текущей космологической теории. И еще, что может быть более естественным, если закон универсален, то почему не применить его ко вселенной? Остается великим соблазном взять закон или принцип, который мы можем успешно применять ко всем подсистемам мира, и применить его ко вселенной как целому. Делать так означает совершать ошибку, которую я буду называть космологическим заблуждением.

Вселенная это объект, отличающийся по виду от любой из ее частей. Она также не является просто суммой своих частей. В физике все свойства объектов во вселенной понимаются в терминах взаимосвязей и взаимодействий с другими объектами. Но вселенная есть сумма всех таких отношений и, как таковая, не может иметь свойства, определяемые отношениями с другими сходными объектами.

Итак, Земля во вселенной Анаксимандра является единственной вещью, которая не падает, поскольку это вещь, на которую падают объекты. Аналогично, наша вселенная является единственной вещью, которая не может иметь причину или объясняться чем-то внешним по отношению к ней, поскольку она есть сумма всех причин.

Если аналогия науки настоящего периода с наукой античных греков уместна, из действия по расширению законов малых масштабов на вселенную как целое следует, что могут возникать парадоксы и вопросы, на которые невозможно ответить. Возникают и те, и другие. В наше время наша вера в Ньютоновскую парадигму привела нас к двум простым вопросам, на которые основанная на этой парадигме теория никогда не могла ответить:

— Почему эти законы? Почему вселенная управляется особым набором законов? Что выбирает действующий закон из других законов, которые могут управлять миром?

— Вселенная стартовала с Большого Взрыва с особым набором начальных условий. Почему эти начальные условия? Раз мы зафиксировали законы, все еще имеется бесконечное число начальных условий, с которых могла начаться вселенная. Через какой механизм выбраны действующие начальные условия из бесконечного набора возможных?

Ньютоновская парадигма не может даже начать отвечать на эти два огромных вопроса, поскольку начальные условия и законы в нее подставляются извне. Если физика, в конечном счете, формулируется в рамках Ньютоновской парадигмы, эти большие вопросы останутся тайнами навсегда.

Подумаем над тем, что нам известно о возможном ответе на вопрос: Почему эти законы? Многие теоретики верили, что только одна математически последовательная теория могла бы объединить четыре фундаментальные силы природы — электромагнетизм, сильное и слабое ядерное взаимодействие и гравитацию — в рамках квантовой теории. Если это так, ответ на вопрос Почему эти законы? был бы таким, что только один возможный закон физики мог бы дать начало миру, грубо похожему на наш.