Меню

Мультивселенная и другие призраки фундаментальной физики

Помните закон тяготения Ньютона? Сила между двумя массивными телами уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Однако, чтобы использовать этот закон, необходима константа - «постоянная Ньютона», также называемая «гравитационной константой», обычно обозначаемой как G. Вы можете определить G с разумной точностью с помощью нескольких простых измерений.

Как только зафиксируете гравитационную постоянную, вы можете применить закон Ньютона ко всем видам различных ситуаций: падение яблок, орбитальные планеты, запуск ракет и т. д. Все с одной и той же константой!

Очень удобно, тем более с установкой, что законы природы одинаковы везде и действуют всегда одинаково. Не только константа, но и все законы одинаковы.После того, как Ньютон придумал уравнение всемирного тяготения, он мог бы рассуждать: «Поскольку я не знаю значения этой константы, но должен ее измерять, константа может иметь любое значение. Таким образом, для каждого другого значения должна существовать вселенная, а это означает, что мы живем в одной из бесконечно многих вселенных - по одной для каждого значения гравитационной константы. То есть мы имеем дело со своего рода коллекцией вселенных - одной «мультивселенной».

Мультивселенная alter science

Но он этого не сделал. Ньютон был классическим минималистом и даже отказался размышлять, были ли более глубокие причины для открытого закона тяготения, утверждая, что он, закон, не требует подьверждения. «Гипотеза non fingo, - писал он, - я не вижу никаких гипотез».

Но это было тогда.

Сегодня идея о том, что мы живем в мультивселенной, становится популярной в фундаментальной физике. Мультивселенная вбирает в себя все вселенные, в которых константы природы - постоянная Ньютона и около двух десятков других переменных - могут принимать любое значение. Каждая комбинация констант реализуется в бесконечном числе вселенных.

И не только константы могут меняться от одной вселенной к другой, расположение частиц по отношению друг к другу также может быть другим, не таким, как мы привыкли. Поскольку существует бесконечное множество вселенных, в которых можно упорядочить частицы, некоторые из этих будут очень похожи на нашу собственную, только мельчайшие детали определят «альтернативную историю». Возможно, в иной реальности Ньютон смог бы додуматься до мультивселенной.

N-вселенная alter science

Сразу же необходимо отбросить фантастику: нет ни одного способа переместиться в другую вселенную или даже взаимодействовать с иной реальностью. По крайней мере, гипотеза мультивселенной сама по себе уж слишком близка к вненаучным домыслам.

Многие физики-теоретики утверждают, что сделали вывод о существовании мультивселенной, основываясь на здравых научных рассуждениях. Но это далеко не так.

Цель науки - объяснить наблюдения. В теоретической физике мы используем для этого математику. Наши теории нуждаются в множествах предположений и способах идентификации математических объектов с наблюдениями. Проблема в том, что, даже используя принцип Оккама, мы изначально не знаем, что отбрасывать, а что оставлять. Мы априори не знаем, доказуем ли данный факт, ибо наш опыт апостериален по определению. Кроме того, мы не в состоянии выяснить, что является «фактом», а что – нет. Вероятность фатальной ошибки критически высока.

Не секрет, что на протяжении веков прогресс в фундаментальной физике характеризовался упрощением. Сложные процессы, такие, как химические реакции, возникли из потрясающе простых уравнений. И эта простота прошла долгий путь. Согласно сегодняшним теориям, все в нашей вселенной возникает только из 25 элементарных частиц и четырех типов сил.

Простота - часто в форме объединения - была чрезвычайно успешной. По этой причине многие физики хотят еще больше упростить существующие теории. Но вы всегда можете упростить теорию, исключив предположение. Подобно предположению, что гравитационная константа имеет некоторое значение, которое выводится из наблюдения (и не факт, что это предположение ошибочно). Или аналогичные предположения о, скажем, значениях масс элементарных частиц, космологической постоянной или взаимосвязи четырех сил. 90% теорий уходят «в топку», но иногда они снова оттуда вынимаются. Тоже факт, знакомый всем, кто профессионально занимается наукой.

Если бы Оккам мог видеть, что сегодня вытворяют физики, он бы молился о том, чтобы Бог вернул разум на Землю. Но, отказываясь от ненужных предположений, следовало бы оставить те, которые можно описать наблюдениями. И тут появляются два сценария. Первый предполагает, что если проделаны измерения, то на выходе получается бесполезная теория и уравнения, из которых ничего нельзя вычислить. Сценарий второй – полученное описание противоречит общепринятой, «академической» теории. Что тогда выбирать, что оставлять, а от чего отказываться? Каковы критерии определения «бесполезных» теорий?

В данном случае мы имеем дело с бесполезными теориями, которые имеют предположения, но не располагают требуемой статистикой наблюдений, - то, что мы называем «мультивселенной». И они так же полезны, как молитвы Оккама.

Поскольку вы не можете вычислить что-либо в мультивселенной, предположения, от которых отказываются физики, должны быть заменены чем-то другим. Это «что-то еще» - распределение вероятностей, то есть смещение интереса с того, что мы наблюдаем, на то, что мы можем наблюдать. Проще предположить константу, чем бесконечное число вселенных с распределением вероятностей между ними. Поэтому бритва Оккама должна сбрить мультивселенную. Это лишнее. А, может, и нет. Все зависит от того, что мы воспримем в качестве «факта» и даже «точки отсчета»: любая наука религиозна по своей сути, но это уже отдельный разговор.

Впрочем, есть несколько случаев, когда гипотеза о бесконечном числе новых вселенных приводит к наблюдаемым последствиям. Всем любимым примером является умозрительная конструкция, по которой наша вселенная могла в прошлом столкнуться с другой вселенной, оставив после себя коррелированные фотоны и микрочастотный фон, пока с трудом улавливаемый и не поддающиеся идентификации. Другая теория предполагает, что, если мы живем в мультивселенной, существование некоторых типов «черных дыр» более вероятно. При условии, что эти «черные дыры» существуют. С другой стороны, если измерения получены, то это уже означает отсутствие проекции других вселенных в нашем мире. В данных физических условиях.

Заметим: все эти примеры «прогностических» мультиверсий являются специальными математическими конструкциями, возникшими на убеждении, что некоторые типы мультиверсий могут быть зафиксированы. Фальсификация в широком смысле не означает «научности». Научными признаются только предположения, способные описывать и прогнозировать реальность. Но что есть реальность в физическом смысле? И вдогонку: а что значит интерпретация?

Добавил:Всеволод Гордиенко Дата:2018-08-28 Раздел:Физика