Томас Хертог – О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга (страница 45)

– В «Краткой истории» вы смотрите на Вселенную глазами Господа Бога, – заявил я, – как будто мы каким-то образом смогли взглянуть на Вселенную или ее волновую функцию со стороны.

Стивен поднял брови – этим он сообщал мне, что мы поняли друг друга.

«Как Ньютон и как Эйнштейн, – написал он, как будто защищаясь. – Потом продолжил: – Взгляд “глазами Бога” подходит для лабораторных экспериментов, вроде опытов по рассеянию частиц, где мы подготавливаем исходное состояние и измеряем конечное. Однако мы не знаем, каким было исходное состояние Вселенной, и уж, конечно, не можем пробовать разные исходные состояния, чтобы посмотреть, какие вселенные будут при этом получаться».

Как мы все знаем, лаборатории специально проектируются, чтобы изучать поведение систем с внешней точки зрения. В лаборатории ученый тщательно поддерживает четкое разделение между своими экспериментами и миром вне их пределов. (И физики, экспериментирующие с частицами в CERN, должны, разумеется, соблюдать правила техники безопасности, когда наблюдают за высокоэнергетическими столкновениями!) Ортодоксальные физические теории отражают это разделение, проводя ясное смысловое разделение между динамикой, управляемой законами Природы, и граничными условиями, представляющими условия проведения эксперимента и начальное состояние системы. Первое мы пытаемся исследовать и тестировать, вторым мы стремимся управлять. Этот дуализм я описал в главе 3.

Резкое разделение между законами и граничными условиями сообщает лабораторной науке ее предсказательную силу, но одновременно ограничивает ее область действия. Всю Вселенную не втиснуть в границы лабораторной установки.

Предвосхищая реплику Стивена, я с нажимом возразил:

– В космологии взгляд «глазами Бога» вводит в очевидное заблуждение. Мы находимся внутри Вселенной и никак не можем каким-то образом оказаться снаружи.

Стивен дал понять, что согласен с этим, и напряженно сосредоточился на составлении новой реплики.

«Мы упустили это из виду, – стучал он по клавиатуре, – и это завело нас в тупик. Космологии нужна новая философия физики».

– Ага, – засмеялся я, – наконец пришло время и для философии!

Стивен на минуту расстался со своим подозрительным отношением к философии и кивнул – точнее, поднял брови в знак согласия. Как мы с ним давно уже поняли, спор «Линде против Хокинга» был не просто выяснением преимуществ одной космологической теории перед другой. В центре противостояния по проблеме мультивселенной лежат глубокие эпистемологические вопросы о природе физической теории. Как связаны с нашими физическими теориями мы сами? И что в конечном счете невероятные открытия в физике и космологии рассказывают нам о великой загадке существования?

С самого начала современной научной революции физика добивалась успеха, глядя на космос «с точки зрения Бога». Не с точки зрения Бога-творца – во всяком случае, не всегда, – но в смысле теоретической перспективы.

Когда Коперник бросил вызов геоцентрическому мировоззрению древних, ему помогло в этом воображение: он как бы взглянул на Землю и Солнечную систему извне, со стороны звезд. Его предположение, что планеты движутся по круговым орбитам, означало, что представленная им гелиоцентрическая модель была неточной – но неточными были и астрономические наблюдения того времени[150]. Однако, воображая себя высоко парящим над Землей и планетами, Коперник нашел революционно новый способ думать о космосе и нашем месте в нем. Он открыл то, что можно назвать архимедовой точкой в физике и астрономии[151] – идею, что существует удаленная точка зрения, встав на которую, можно достичь объективного понимания мира[152]. И если новой науке, которая вдохновилась этой идеей, потребовались столетия, чтобы развиться и изменить мир, коперниканская революция всего за несколько десятилетий перенесла человечество в совершенно новую понятийную реальность, в которой оно больше не было центром Вселенной[153].

Сегодня мы знаем, что труды Коперника были только началом неумолимого стремления к утверждению архимедовой точки. Столетие за столетием коперниканская перспектива все глубже проникала в язык физики. Чем бы мы сегодня ни занимались в физике – ускорением частиц, созданием новых элементов или регистрацией слабых фотонов CMB-излучения, мы всегда строим наши рассуждения так, как будто взаимодействуем с Природой, находясь в некоторой абстрактной точке вне ее – это, если угодно, «взгляд ниоткуда»[154]. Вовсе не находясь при этом «нигде», а оставаясь привязанными к Земле и земным условиям, физики выработали множество хитроумных способов взаимодействовать с Вселенной и думать о ней так, как если бы мы могли представлять ее объективно.

Никакое другое открытие не привело на этом пути к такому гигантскому прыжку вперед, как ньютоновы законы движения и тяготения. Ньютон понимал, что отношения между математикой и физическим миром, которые ставили ученых в тупик со времен Платона, включают в себя движение и эволюцию, а не вневременные очертания и формы. Успех и универсальная применимость его законов подтверждали идею, что наука приносит нам истинное объективное знание о мире. В своем труде Ньютон пытался применить «взгляд ниоткуда», относя все движения к воображаемой фиксированной сцене мирового пространства, границы которой были обозначены далекими звездами – абсолютного пространства, которое он считал неизменным и неподвижным. Его закон тяготения и три закона движения диктовали объектам, как им двигаться на этой сцене, – но ничто никогда не могло изменить свойств самого абсолютного пространства. Абсолютное пространство и абсолютное время были в ньютоновой физике чем-то вроде жестких строительных лесов, созданной Богом фиксированной и вечно существующей ареной, на которой разыгрывались все процессы в мире.

Но даже этот абсолютный фон не был, вопреки надеждам Ньютона, вполне объективной точкой отсчета. Простая математическая форма его законов соблюдается на космической сцене только для привилегированных актеров – тех, что не вращаются или не ускоряются относительно абсолютного пространства. Представьте, например, что вы – «непривилегированный астронавт», который находится, скажем, во вращающемся космическом корабле. Если бы вам вздумалось выглянуть в иллюминатор, вы бы увидели, что далекие звезды описывают на небе круги в направлении, противоположном направлению вращения вашего корабля, хотя на них не действуют никакие силы. Это нарушает первый закон движения Ньютона, согласно которому тела, на которые не действуют никакие силы, находятся в состоянии покоя или двигаются с постоянной скоростью по прямой. Таким образом, прекрасные законы Ньютона истинны только для тех особых наблюдателей, которые связаны с абсолютным пространством: для них законы движения каким-то образом оказываются проще, чем для всех остальных.

Этого оказалось достаточно, чтобы Эйнштейн был недоволен законами Ньютона. Ему казалось глубоко неправильным, что в описании Природы есть привилегированные действующие лица, для которых весь мир выглядит проще благодаря самому характеру их движения. Эйнштейн полагал это пережитком докоперниковского мировоззрения – пережитком, который подлежал искоренению. И он был искоренен. Эйнштейн заменил ньютоновы абсолютное пространство и время новой концепцией пространства-времени, относительного и динамичного. Его гений заключался в отыскании способа так формулировать физические законы, что все наблюдатели, где бы они ни находились и как бы они ни двигались, получали бы одни и те же уравнения. Уравнение общей теории относительности Эйнштейна, приведенное в главе 2, выглядит одинаково для всех. Чтобы учесть зависимость результатов наблюдений любого конкретного наблюдателя от его положения и движения, теория относительности оснащена системой правил преобразования, которые связывают восприятие различных наблюдателей друг с другом. С помощью этих правил любой может извлечь «объективную суть» Природы – по крайней мере в том, что касается классического тяготения, – из того самого универсального уравнения, что приведено выше. Теория относительности реализует идеал Эйнштейна: никто не должен иметь привилегированной точки зрения. По Эйнштейну, истинно объективные корни реальности надо было искать не с конкретной точки зрения привилегированного наблюдателя, но в абстрактной математической архитектуре, лежащей в основании Природы. Эйнштейн вынес архимедову точку физики за пределы пространства и времени, в трансцендентный мир математических соотношений. Это видение мира укрепило в научных кругах идею, что на свете существуют фундаментальные физические законы, реальность которых выше и шире пределов физической Вселенной и которым можно дать рациональное и причинное объяснение. Нобелевский лауреат Шелдон Ли Глэшоу, возможно, самый яркий защитник этой позиции, сказал в 1992 году: «Мы верим, что мир познаваем. Мы утверждаем, что существуют вечные, объективные, над-исторические, общественно нейтральные, внешние и универсальные истины»[155].

Несмотря ни на что, космология мультивселенной придерживается того же представления – что физика в конечном счете покоится на прочном и вечно неизменном основании. Теория мультивселенной в некотором смысле сдвигает архимедову точку еще дальше – гораздо дальше, чем это смели делать сам Архимед, Коперник и даже Эйнштейн. Пользуясь представлением о том, что метазаконы мультивселенной обладают неким первичным существованием, космология мультивселенной вновь подтверждает восходящую к Ньютону парадигму пространства конфигураций физических явлений, погруженного в фиксированную фоновую структуру; мы можем воспринимать ее и оперировать ею «с позиции Бога».