Юрий Артамонов - Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной
*
В первой главе я поднял некоторые вопросы по поводу роли, которую математика играет в науке. Прежде чем мы закончим, я хочу коротко вернуться к этой теме, поскольку должно быть ясно, что реальность времени имеет важные следствия для роли математики в физике.
В рамках Ньютоновской парадигмы вневременное конфигурационное пространство может быть описано как математический объект. Законы также могут быть представлены математическими объектами, как и их решения, которые являются возможными историями системы. Математика соответствует не реальным физическим процессам, а только однажды выполненным их записям - которые, по определению, вневременные. Однако, мир всегда остается связкой эволюционирующих во времени процессов, и только малая ее часть представима вневременными математическими объектами.
Поскольку Ньютоновская парадигма не может быть расширена до масштабов вселенной как целого, тут не нужен будет никакой математический объект, соответствующий точной истории всей вселенной. Кроме того, для вселенной как целого не понадобится вневременное конфигурационное пространство и вневременные законы, представляемые как вневременные математические объекты.
Джон Арчибальд Уиллер написал физические уравнения на доске, отступил и сказал: 'Теперь я хлопну в ладоши, и вселенная начнет существовать'. Конечно, она не начала [3]. Стивен Хокинг
к оглавлению спросил в Краткой Истории Времени: 'Что вдувает огонь в уравнения и делает так, что вселенная ими описывается?' Такие высказывания обнаруживают абсурдность точки зрения, что математика идет перед природой. В реальности математика приходит вслед за природой. Она не имеет производительной силы. Иными словами, заключения в математике инициируются логическим выводом, тогда как события в природе генерируются причинными процессами, действующими во времени. Это разные вещи; логические выводы могут моделировать аспекты причинных процессов, но они не идентичны причинным процессам. Логика не является зеркалом причинности.
Логика и математика охватывают аспекты природы, но никогда целую природу. Имеются аспекты реальной вселенной, которые никогда не будут представимы в математике. Один из них в том, что в реальном мире всегда имеет место некоторый особый момент.
Так что один из самых важных уроков, который следует сразу, как только мы осознаем реальность времени, заключается в том, что природа не может быть ухвачена никакой отдельной логической или математической системой. Вселенная просто есть - или еще лучше, просто происходит. Она уникальна. Она происходит один раз, как и каждое событие - каждое уникальное событие, - которое содержит в себе природа. Почему это есть, почему имеется нечто вместо ничего, вероятно, не тот вопрос, который имеет ответ - спасает, возможно, то, что для существования нужно находиться во взаимосвязи с другими вещами, которые существуют, и что вселенная есть просто набор всех таких связей. Сама вселенная не имеет связи с чем-либо за ее пределами. Вопрос, почему она существует, а не наоборот, находится за границами принципа достаточного обоснования.
В какой форме должны быть выражены открытия космологии, если не в форме простого вневременного математического закона, действующего на вневременное пространство начальных условий? Это вопрос, от которого зависит будущее космологии. После небольших раздумий возникают некоторые возможные ответы.
Примеры, которые я давал, вроде космологического естественного отбора и принципа прецедента, демонстрируют, что мы можем измыслить проверяемые научные теории, которые выходят за пределы Ньютоновской парадигмы. Это хорошо отражает факт, что в истории науки имеется много гипотез, которые не нуждаются в том, чтобы быть установленными математически. И в некоторых случаях математика не является необходимой, чтобы выработать их
к оглавлению следствия. Примером является теория естественного отбора; аспекты ее охвачены в простых математических моделях, но ни одна простая модель не ухватывает все разнообразие механизмов, при помощи которых естественный отбор действует в природе. На самом деле новые механизмы эволюции могут возникнуть в любое время, когда рождаются новые виды.
Чтобы быть научной, гипотеза должна предлагать наблюдения, при помощи которых она могла бы быть верифицирована или фальсифицирована. Иногда это требует выражения в математике; иногда не требует. Математика один из языков науки, и она является мощным и важным методом. Но ее применение к науке базируется на идентификации результатов математических расчетов с экспериментальными результатами, и поскольку эксперименты имеют место вне математики, в реальном мире, связь между указанными двумя аспектами должна быть установлена на повседневном языке. Математика великий инструмент, но окончательным управляющим языком науки является человеческий язык.
*
Стоящие перед нами вызовы нельзя недооценивать. Космологическая наука находится в кризисе, и единственно верным будет понимать, что продолжать использовать так хорошо служившие нам ранее методологии - это путь в никуда. Если мы пытаемся взять стандартную Ньютоновскую парадигму в качестве основы для космологии, в результате получаются парадоксы. Так что мы должны двигаться вперед в неизвестное. Перед нами выбор между радикальными программами. Только увидев, какое направление приводит к проверяемым предсказаниям для новых наблюдений, и после того, как эти наблюдения будут сделаны, мы сможем решить, какая из программ окажется правильной. Мы можем также ожидать, что какая-то новая теория обеспечит убедительные объяснения известных фактов, которые в настоящее время удивительны. Мы должны поощрять разнообразные подходы к этим трудным вопросам.
Но выбор, тем не менее, суровый. Чтобы сравнить стоящие перед нами варианты выбора, на следующих двух страницах я привожу список пар противоположных утверждений, с которыми мы сталкивались в этой книге. Они очерчивают выводы, следующие из принятия времени как иллюзии или как ядра реальности.
к оглавлению
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Ничто в науке не определено. Однако, что мы можем сделать перед лицом неопределенности, это попытаться сконструировать обоснованные аргументы для разделения гипотез. Именно это я и делал здесь. И хотя окончательным тестом является эксперимент, мы можем обрисовать некоторые заключения из того, насколько производительной является программа исследований в отношении новых гипотез и предсказаний, посредством которых указанная программа может быть проверена.
к оглавлению
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Противоположное утверждение
Программа исследований, основанная на вневременной вселенной, которая принимает квантовую механику и мультивселенную как конечную теорию, имеет место примерно два десятилетия или чуть больше. Она еще не произвела ни одного фальсифицируемого предсказания для выполнимого в настоящее время эксперимента. В лучшем случае, она произвела спекуляции по поводу новых явлений, столкновений пузырей-вселенных, остатки которых могут наблюдаться, если нам повезет.
