Как устроен мир: три шокирующих теории

Согласно широко принятой версии мироустройства, мы состоим из атомов и живем на шарообразной планете в расширяющейся Вселенной, которая образовалась в ходе Большого взрыва 13,8 млрд лет назад. Пытаясь залатать пробелы и нестыковки в этой гипотезе, физики и философы выдвигают множество дополняющих и альтернативных теорий. Mind предлагает ознакомиться с тремя наиболее умопомрачительными из них.

Голографический принцип. Вселенная двухмерна, мы – голограмма

Как известно, научная картина мира опирается на теории, непримиримо конфликтующие друг с другом. Математические уравнения, по которым рассчитываются расстояния в масштабах Вселенной, в условиях микромира выдают нелепые результаты (например, бесконечность).

«Ученые работают на протяжении десятилетий, пытаясь объединить теорию гравитации Эйнштейна с квантовой механикой. В результате многие приходят к выводу, что нужно пересмотреть свои взгляды на то, как образовалась Вселенная, и из чего она состоит», – комментирует проблему физик-теоретик из канадского института «Периметр» Нииеш Афшорди.

По его словам, все больше и больше серьезных ученых начинают применять голографический принцип – парадигму, согласно которой вся информация, образующая нашу 3D-«реальность» (плюс время), исходит из постоянно меняющегося плоского 2D-поля. Принятие гипотезы, что мы и весь наш мир не трехмерны, а являемся подобием голограммы, позволяет отказаться от теории относительности и описать упрощенными квантовыми теориями все явления Вселенной, включая паранормальные явления, такие как телепатия.

«На протяжении тысяч лет мы полагали, что пространство состоит из точек и линий, – говорит Крейг Хоган, директор Центра квантовой астрофизики Fermilab. – Возможно, это представление неверно. Вся материя и энергия может быть сделана из волн».

«Чтобы понять идею, представьте, что смотрите 3D-фильм в кинотеатре, – поясняет профессор математических наук английского Университета Саутгемптона Костас Скендерис. – Вы видите движущиеся изображения, которые имеют высоту, ширину и глубину, но на самом деле они всего лишь проекции на плоском 2D-экране. В нашей 3D-вселенной, однако, мы можем трогать и ощущать объекты – и «проекция» является «реальной» с нашей перспективы».

С точки зрения ученых, голографический принцип – это мощный инструмент, позволяющий создать более точные математические модели Вселенной и понять, как она устроена и как функционирует. Применять голографический принцип к реальному миру теоретики начали в конце 1990-х годов. С тех пор появилось множество основанных на нем математических моделей Вселенной. Сверяя предсказания этих моделей с новейшими спутниковыми данными космической обсерватории «Планк», ученые отсеяли часть из них. Но некоторые новые модели голографической Вселенной оказались почти столь же точны, как теория относительности.

Что считать реальным, а что нет – личное дело каждого. Научные эксперименты на данный момент ни доказать, ни опровергнуть голографическую природу нашего мира не могут. Самый известный из таких экспериментов – «Холометер» – при поддержке правительства США проводится в ускорительной лаборатории Fermilab в штате Иллинойс. Устройство, сконструированное из высокоточных лазеров и зеркал, собирает данные, чтобы засечь предполагаемый голографический шум – колебания материи, длящиеся миллионную долю секунды, и имеющие амплитуду в тысячу раз меньшую, чем размер протона.

Концепция мультивселенной. Мы и наш мир – статистическая случайность

Наша Вселенная, по некоторым оценкам, может состоять из 2 трлн галактик, каждая из которых вмещает в среднем по 100 млн звезд и в разы большее количество планет. Но могут ли быть другие вселенные? И если да, связаны ли они между собой?

Целая плеяда выдающихся физиков современности во главе со Стивеном Хокингом продвигает идею о существовании бесконечного множества вселенных. Эта концепция очень удобна тем, что позволяет объяснить все то, на что современная наука неспособна дать ответ. К тому же за ней стоит большая и сложная область математики и ряд перспективных физических теорий.

В выпущенной в 2010 году научно-популярной книге «Высший замысел» Стивен Хокинг и Леонард Млодинов утверждают, что современные направления теории струн предполагают наличие огромного ансамбля вселенных (мультивселенной). И мы не должны удивляться, что в нашей Вселенной есть жизнь – в этом ансамбле так много вселенных, что наша обязательно должна была где-то появиться.

«Концепция мультивселенной может объяснить, почему так точно настроены физические параметры нашего мира, без необходимости вовлекать сюда доброжелательного Бога, который создал все для нашей выгоды. Наша Вселенная Большого взрыва – всего лишь статистическая случайность, произошедшая в мультивселенной за время ее долгого существования», – пишут Хокинг и Млодинов.

По их мнению, мультивселенную можно сравнить с бурлящей пеной, в которой в процессе, называемом вечной инфляцией, непрерывно создаются вселенные. Некоторые из них абсолютно мертвы и не расширяются, в них никогда не происходит взрыва и образования частиц. Другие взрываются настолько сильно, что частицы разлетаются далеко друг от друга и не могут объединиться в атомы. В третьих появляются атомы, но все работает по совершенно иным физическим законам, чем в нашем мире. Однако бесчисленное количество вселенных очень похожи на нашу.

Где находятся все эти вселенные? Множество физических теорий предполагают, что помимо воспринимаемых нами четырех измерений – трехмерного пространства и времени – существуют и другие измерения, которые мы не можем обнаружить нашими органами чувств. В эти измерения новые вселенные могут непрерывно отпочковываются от существующих.

Идею ветвящихся миров впервые выдвинул в 1957 году физик и математик Хью Эверетт для объяснения парадокса квантовой физики – того, как частица может быть в двух состояниях одновременно, или, в макроскопическом масштабе, как кот Шредингера может быть одновременно мертвым и живым. Эверетт предположил, что когда мы наблюдаем частицу или проверяем кота, реальность разветвляется на несколько реальностей, одна из которых продолжает существовать с живым котом, а другая – с мертвым.

«Когда в конце 1970-х годов я услышал об интерпретации Эверетта, подумал, что это бред сумасшедшего, – говорит бывший директор Стэнфордского института теоретической физики Стивен Шенкер. – Сегодня большинство известных мне людей, занимающихся теорией струн и квантовой космологией, мыслят в русле данной интерпретации. А в связи с недавними успехами в области квантовых вычислений эти вопросы перестают быть чисто теоретическими».

Гипотеза моделирования. Вселенная внутри компьютера, мы – программа, жизнь – алгоритм

Что если мы живем внутри компьютерной симуляции? Этот вопрос поначалу может показаться абсурдным. Но возможность того, что наше существование – иллюзия, волнует философов со времен античности. В последние годы используемые для экспериментов суперкомпьютеры стали моделировать настолько сложные виртуальные вселенные, что многие представители научного мира всерьез задумались – а ведь мы сами можем находиться в одной из них.

«Сильнейший аргумент в пользу того, что мы, возможно, находимся внутри компьютерной симуляции, состоит в следующем: 40 лет назад люди играли в симулятор тенниса пинг-понг. Это были белая точка и два прямоугольника на черном фоне… На этом уровне находились игры. Сейчас, 40 лет спустя, мы имеем фотореалистичные 3D-симуляторы, в которые одновременно играют миллионы людей и которые с каждым годом становятся все лучше. И вскоре у нас будет виртуальная реальность, аугментированная реальность. Если игры продолжат улучшаться, они станут неотличимы от реальности», – считает знаменитый миллиардер-изобретатель Илон Маск.

Сторонники гипотезы моделирования, впервые сформулированной в 2003 году философом Ником Бостромом из Оксфордского университета, рассуждают так: если компьютеры продолжат развиваться с постоянно возрастающей скоростью, то через сто, тысячу или миллион лет человечество получит практически безграничные вычислительные мощности.

С их помощью историки будущего смогут моделировать различные сценарии человеческого развития. Огромных вычислительных возможностей, которыми они будут располагать, может хватить, чтобы прорисовать каждую географическую деталь виртуального мира и наделить каждую населяющую его сущность тем же уровнем сложности и интеллекта, как у живых существ. По мнению Ника Бострома, компьютерную программу можно снабдить восприятием и сознанием, неотличимым от восприятия и сознания реальных людей. И эта программа будет существовать в искусственной Вселенной, считая себя человеком, а смоделированный мир – реальностью.

В апреле 2016 года группа физиков и философов провела конференцию, посвященную возможности нашего существования внутри одной из таких симуляций. Эксперты сошлись во мнении, что гипотезу моделирования следует воспринимать всерьез. Возможно, ее удастся подтвердить, но вряд ли ее можно опровергнуть какими-либо экспериментами.

Задумываться о нашем существовании внутри компьютерной симуляции физиков и математиков вынуждают тупики, с которыми они столкнулись, пытаясь описать математическими формулами все явления во Вселенной. Например, совершенно непонятно, как описать сознание. К тому же как в космосе, так и в микромире исследователям приходится наблюдать аномалии, выходящие за рамки тех математических правил, по которым должна работать Вселенная.

«В своих исследованиях я обнаружил очень странную вещь, – отмечает физик-теоретик Джеймс Гейтс. – Физики работают на компанию под названием «уравнения – это наше все». Поскольку так мы зарабатываем на жизнь, решая уравнения. Я занимался решением уравнений, и меня привлекли вещи, о которых многие знают – это коды для корректирования ошибок. Корректирующие коды помогают работать браузерам. Но откуда они в уравнениях о кварках, и лептонах, и суперсимметрии? Именно это привело меня к очень стойкому осознанию, что я уже не могу говорить о людях, верящих в компьютерную симуляцию, как о сумасшедших. Наоборот, изучая физику очень долго, можно чокнуться».

Рассуждая о том, что мы и наша реальность можем быть компьютерными программами, философы предлагают воспринимать это с юмором (наш мир прорисован весьма неплохо), с оптимизмом (после смерти можно надеяться на перезагрузку) и не расслабляться, а стараться жить интересно, чтобы следящий за нашей симуляцией высший разум не заскучал и не отключил нас.

mind.ua

Опубликовано на сайте: 2018-02-18