Все формулы мира. Как математика объясняет законы природы

Один из вариантов ответа – слабый антропный принцип. Мы живем в мире, где реализовался именно такой набор параметров, потому что другие варианты исключают появление наблюдателей вроде нас. Кое- кого этот ответ устраивает. Но многим этого мало. Во-первых, каков механизм реализации конкретного варианта, какими законами природы это описывается? Во-вторых, можно ли было получить иную реализацию, не исключающую присутствия наблюдателя (допустим, у нас есть такое решение)? В-третьих, а что с другими решениями, есть ли какие-то другие миры, где они реализованы? И как узнать об их существовании???

Сделаем лирическое отступление. Давайте подумаем, что можно было бы поменять в «Гамлете», сохранив не только самую общую идею, но и ход развития сюжета и основные детали антуража. Без проблем можно было бы сделать практически кого угодно из персонажей на год старше или младше. Наверное, можно было бы перенести действие в другую европейскую страну (скажем, в какой-нибудь итальянский город). Не возникло бы затруднений с вливанием яда не в ухо, а в ухý. Но что, если мы рассмотрим более радикальные перемены?

Скажем, если вместо принца взять принцессу, то мы столкнемся с ограничениями, диктуемыми укладом эпохи. Принцесса не могла бы поехать в другую страну в университет. Таким образом, Розенкранц и Гильденстерн превращаются в подруг, с которыми, скажем, главная героиня провела вместе время в монастыре в качестве воспитанницы. Офелия, разумеется, должна стать юношей. С этим вроде бы особых проблем нет, а вот финал теперь не может включать дуэль. Кроме того, принцесса вряд ли смогла бы сильно подружиться с бродячей труппой – пришлось бы как-то иначе вводить в действие актеров. В общем, со сменой главного героя произведение меняется очень сильно.

С другой стороны, мы могли бы перенести действие пьесы в наши дни, и все было бы в порядке. И с университетом, и с поединком, и с артистами. Иначе говоря, мы можем разыграть весь сюжет с героиней вместо героя, но не в эпоху Шекспира, а в наше время (но не в любой стране – остались еще островки Средневековья и в современном мире, кроме того, в некоторых случаях семью монархов пришлось бы заменить, скажем, на семью магнатов). Иначе говоря, даже воображаемые события не во всех «воображаемых мирах» возможны. Теперь вернемся к физике и математике.

Математика сама по себе, а также математика в физике (физические модели и теории) описывает не только наш мир, но и «возможные миры». Физик-теоретик чаще всего занят работой с моделями (гипотезами, идеями), которые не реализованы в нашем мире. Так происходит, потому что нельзя всегда сразу выбрать верный путь из множества потенциально возможных и, что важно, не противоречащих базовым закономерностям и законам. При этом может быть построена вполне устойчивая модель, и лишь эксперименты или наблюдения покажут, что она не реализована в природе. Примерно такая ситуация возникает в романе «Отягощенные злом, или Сорок лет спустя» братьев Стругацких. Там астрофизик заключает договор с дьяволом, чтобы тот подправил физические константы таким образом, чтобы именно теория этого ученого описывала некоторые реальные процессы.

Наш реальный мир подправлять уже, видимо, поздно. Но не может ли быть так, что теория не работает только в нашей вселенной, а в каких-то других – вполне? Точного ответа мы не знаем, но есть основания полагать, что такое возможно. Это приводит нас к концепции мультиверса, или мультивселенных.

Обсуждается несколько сценариев существования мультивселенных, связанных с разными физическими подходами. Макс Тегмарк в своем обзоре[71] описывает четыре основных варианта. Во-первых, это причинно не связанные области внутри очень большой (или даже бесконечной) единой вселенной. Например, уже в стандартной инфляционной модели наша большая вселенная (наш «пузырек») имеет гигантский объем. Наблюдаемая часть вселенной, ее еще называют Метагалактикой, является ничтожной частью это пузыря, раздувшегося на стадии инфляции. Мы можем определить наши горизонт частиц и горизонт событий[72]. Первый из них соответствует современному расстоянию до самого далекого объекта, который мы сейчас хотя бы теоретически могли бы увидеть. А второй – расстоянию, отделяющему нас сейчас от самого далекого объекта, до которого сможет дойти посылаемый нами сигнал. Внутри каждой такой метагалактики, находящейся в огромном объеме, возникшем в ходе инфляции, действуют одни и те же физические законы, а вот начальные условия были различными (можно сказать, «бог по-разному бросил кости»). Но из-за огромного количества галактик, звезд, планет в каждой из мириад метагалактик возможны и очень похожие комбинации параметров. Это необязательно означает, что где-то есть ваша точная копия (если бы мы говорили о бесконечном объеме, то означало бы), тем не менее вполне вероятно, что где-то есть очень похожая на Землю планета, на которой происходят в целом сходные события.