Макс тегмарк наша математическая вселенная. Книга недели: «Наша математическая Вселенная

Для чего он перехватил кредит, подставив частного предпринимателя? Миллион, конечно, куш немалый, но Хан примерно представлял себе, сколько миллионов оборачивается в экономической империи под вывеской "Самсон". Тогда зачем ему понадобился именно этот? Вывод напрашивался только один: Хана заманивали в ловушку. Так в Индии охотятся на тигра, привязав в чаще блеющего козленка. Для городских джунглей сгодился частный предприниматель, желающий вести с Ханом переговоры. Козлик, мать его!.. Тигры, они на козликов, конечно, падки. Но бывают хищники особой породы – людоеды. Они появляются всегда не там и не тогда, где и когда их поджидают в засаде. Внезапно возникают сзади и хватают не козлика, а охотника!

Первая западня – "Опель". Допустим, подкараулят возле него пацаны предприимчивого козлика и уволокут. А потом всплывут видеоматериалы о том, как ему выкручивали руки, а вслед за ними – письменное заявление козлика, в котором он заблаговременно уведомляет прокуратуру о том, что за ним охотится кровожадный Хан. Пожалуйте, господин Ханурин, на нары, пока тут без вас Итальянец бразды правления в свои белы рученьки возьмет! Осудить Хана, как всегда, не осудят. Но месяца три промурыжат в изоляции от общества, а сами проведут в этом обществе кардинальную перестановку сил.

Вторая ловушка проще и опаснее. Если Хан примет условия частного предпринимателя, тот назначит встречу. Маленький, жалкий, безобидный козлик. По прикидкам Итальянца, Хан обязательно помчится на его телефонное блеяние, позабыв о мерах предосторожности. Тут-то ему и влепят пулю промеж глаз!

Неплохая задумка. Вот только в организации и проведении подобных встреч, именуемых "стрелками", Хану не было равных в Курганске. Он явится на зов, непременно явится. Он покрошит итальянских бойцов и захватит пару языков, которых заставит разговориться на экстренной сходке. И вот тогда Итальянцу придется держать ответ за то, что миллион украл, и за то, что без веских оснований Хана замочить вздумал. Никаких видеокамер, наблюдающих за операцией из кустов, не будет. Ведь Итальянец сам заинтересован в том, чтобы убийство Хана и его охраны прошло без лишних свидетелей.

Приняв решение, Хан наполнился ледяным спокойствием и перестал метаться по комнате. Вызванные бригадиры получили новые распоряжения. Поиски ляховского брата временно приостановить, оставить лишь посты на подступах к банку и квартире. В плен не брать, наблюдать издали. Установить также слежку за театром, сообщая о всех подозрительных передвижениях тамошней шушеры. "Опель" в указанное место пригнать со всей затребованной денежно-документальной начинкой. "Хвост" не оставлять. Немедленно сообщить Хану, если безналичная сумма стронется с предпринимательского счета, и выяснить, куда она перечислена – на подмазывание операторов не скупиться. Управляющего банком за двурушничество казнить, в назидание другим. А Зимин, как только объявится, пусть топает прямиком к Хану. Все.

Как говорили раньше большие люди:

"Оперативка закончена. Все свободны, товарищи".

Правда, у Хана нашлась несколько иная формулировка:

– Разбежались кто куда, мигом!

Повторять, как обычно, не пришлось. Распустив свое засуетившееся воинство, Хан сел в кресло, положил рядом телефонную трубку и стал ждать.

Странно, но ее пластмассовый корпус совершенно не оплавился от его немигающего взгляда.

2

В это же самое время Итальянец, с трудом отсидев положенное на своем государственном посту, вышел в народ – к людям, не облеченным официальными полномочиями, но зато наделенным почти неограниченными возможностями по выкачиванию финансовых соков из родного города.

Но этим вечером посторонние никогда не опознали бы в Итальянце власть и деньги имущего. Как бы отдавая дань безоблачному романтичному прошлому, он по дороге переоделся и предстал перед своим потрясенным окружением в совершенно невообразимом прикиде, заявившись в офис в потертом джинсовом костюме, стремной футболке и не очень белых кроссовках. К тому же впервые за многие годы свершений и побед соратники увидели своего вождя не только плохо выбритым, но и не слишком трезвым.

Сопровождаемый свитой приближенных, телохранителей и лакеев, шагал он по своему дворцу, сверкающему позолотой, хромом, лаком и белозубыми улыбками секретуточек на длиннющих ногах-ходулях. Следом летели взволнованные шушуканья. Как только Итальянец оказался в своем кабинете, небрежный жест смахнул все со стола на пол, а туда были водружены две бутылки, наугад прихваченные из бара.

– Мороз, – попросил он, – откупорь-ка шампусик и тащи два бокала… И не нужно смотреть на меня так осуждающе… Вылупился, как… Слушай! Ты же без очков! Я уже и забыл, какого цвета у тебя глаза!

– Стекло треснуло, – неохотно пояснил Мороз. – Само. А другого такого нет.

Итальянец радостно захохотал:

– Хочешь сказать, что новые очки тебе не по карману, да? Ну ты мастер по ушам ездить!

Мороз даже не улыбнулся в ответ. Вялым, скучным голосом сказал:

– Просто я не люблю менять вещи.

– А хозяев? Хозяев любишь менять?

На это Мороз вообще никак не отреагировал. Аккуратно промокнул уголки глаз платком и молча уставился куда-то поверх головы веселящегося Итальянца. Почувствовав себя глупо, тот плавно свел смех к покашливанию и сменил тему разговора:

– Ладно, проехали. Наливай. Попробуем, что за "Ив Роше" такое… Тьфу! – выплюнул он напиток себе под ноги. – Какое же это шампанское! Полная туфта! Вода, спирт, сахарный сироп плюс ароматизатор. Привкус чувствуешь?

– Персик.

– Вот именно, что персик. Хорошо еще, что не тыква. Настоящее шампанское бывает только виноградным, учти… Ладно, тогда давай мы с тобой коньячок "Метакса" попробуем. Греция нам его сроду не поставляла, так что не вздумай такую конину в магазинах покупать… Но эта "Метакса" – настоящая. Знакомые греки одарили.

Пригубив из вежливости коньяк, налитый нетвердой хозяйской рукой, Мороз отставил рюмку, всем своим видом показывая, что тяготится непривычным поведением Итальянца. У них назрели более серьезные темы для обсуждения, чем качество напитков и уровень увеселительных заведений, в которых сиживал босс во время последнего вояжа по Европе.

– В Риме, – вещал он, прихлебывая коньяк, – есть такие чайные домики. Я думал, на манер японских, с гейшами. Ну, поначалу беседа на умняке, если английский знаешь, а потом все остальное прочее… Хрена с два! Там – зачуханные шлюшки во вкусе "руссо туристо", сечешь? Римские дискотеки – тоже обычные бордели. Заходишь, а бляди на тебя из всех углов бросаются, как тараканы… И это Рим, город моей мечты, Мороз!.. Зато Москва… Ты бывал в Москве, Мороз?

– Да, – сухо подтвердил тот. – Доводилось. Я не люблю этот город. Никакой ностальгии.

– А что же слезки платочком утираешь?

Мороз отнял платок от лица и поднял красноватые глаза на захмелевшего хозяина.

– Шучу, шучу, – отмахнулся Итальянец. – Обидчивый какой… Нет, тебе точно пора оттянуться по полной программе. Вот съездим вместе в Первопрестольную… "Планета Голливуд"… Клуб "Даллас"… Элитный, конечно, но я туда вхож. Такого стриптиза, Мороз, больше нигде не увидишь. Отдельный кабинет типа аквариума – верти головой во все стороны, пока не отвалится! А "Ягодка" – это тоже кое-что! Прикинь, к столу подают девочек, украшенных бананами, клубникой, чем пожелаешь… Выплевываешь, к примеру, гранатовые косточки и помаленьку их в подбритую гнезденку пальцем запихиваешь… Прикидываешь?

По кислому выражению лица Мороза было видно, что да. Неохотно разлепив губы, он скучно поинтересовался:

– А с ананасами как?

– Что? – Итальянец даже поперхнулся от неожиданности и зашелся радостным хохотом. – Так ты… ты, оказывается, еще и юморить умеешь… А я… ха-ха-ха… я думал, ты робот закодированный…

– Запрограммированный, – поправил Мороз, но против сравнения с роботом возражать не стал, вроде как даже подтвердил это чуть заметным кивком.

– Ананас – это уже извращение, – сказал с пьяной лукавинкой отсмеявшийся Итальянец. – А вот бананчиком пощекотать голышку не грех… Кстати, а где наша Анжелочка? Подгони мне ее, Мороз, не в службу, а в дружбу.

– Во-первых, – произнес тот, нарушая обычно незыблемую для него субординацию, – у нас сорвалась операция с миллионным кредитом. А уже во-вторых, – подчеркнул он незначительность проблемы, волнующей босса, – во-вторых, если не в-десятых, Анжелика уволилась.

Итальянец нахмурился:

– Как уволилась? Когда?

– На следующий день после того, как принесла вам запотевшую бутылку водки, – бесстрастно отрапортовал Мороз.

– Дуреха, – обиделся Итальянец, морщась от выпитого коньяка сильнее, чем обычно. – Где она еще такие бабки будет получать? Ну, сбросила юбчонку… Ее же пальцем никто не тронул… Она кем числилась? Секретарем-референтом?

– Уже есть новый секретарь-референт, – сказал Мороз. – Но, как я понимаю, сейчас можно обойтись и без секретаря.

Некоторое время оба хранили молчание, лишь пощелкивала в тишине жвачка, энергично размалываемая челюстями Итальянца. Скверный алкогольный привкус не проходил, и он морщился. Кроме того, ему было неловко встречаться взглядом с Морозом, и это непривычное чувство зависимости от постороннего человека беспокоило Итальянца еще сильнее, чем кислая слюна во рту.

Мороз отвел глаза и деликатно предложил:

– Я зайду позже, шеф? Вы хотите отдохнуть, я вижу.

– Ничего ты без своих очков не видишь, – сварливо отозвался Итальянец. – Ты мне сегодня не нравишься. С поучениями лезешь, морду воротишь…

Мороз неопределенно пожал плечами. Это могло означать: "Вы мне тоже сегодня не нравитесь". А могло и ничего не означать.

Издательство CORPUS ®

* * *

Посвящается Мейе

Глава 1. Что такое реальность?

Деревья в основном состоят из воздуха. Сгорая, они вновь возвращаются в воздух, а в их огне высвобождается тепло солнечного пламени, которое было связано в ходе превращения воздуха в дерево. А небольшое количество оставшегося пепла – это та часть, которая поступила не из воздуха, а из твердой земли.

Ричард Фейнман

Есть многое в природе, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам.

Уильям Шекспир

Не то, чем кажется

Секунду спустя я умер. Я бросил педали и ударил по тормозам, но было уже поздно. Фары. Решетка радиатора. Сорок тонн стали, истошно вопящих, будто современный дракон. Я успел увидеть глаза водителя. Время для меня замедлилось, жизнь промелькнула перед глазами, а последней мыслью было: «Надеюсь, это просто ночной кошмар». Увы, нутром я чувствовал, что это – реальность.

Но как я мог быть уверен, что это не сон? Вдруг бы перед самым ударом я увидел нечто, возможное только во сне – скажем, что моя покойная учительница Ингрид, живая и здоровая, сидит на багажнике моего велосипеда? Или вдруг бы пятью секундами раньше в левом верхнем углу поля зрения появилось всплывающее окно с текстом: «Ты уверен, что стоит выезжать на перекресток, не взглянув направо?», а под ним пара кнопок: «Далее» и «Отмена»? Если бы я насмотрелся таких фильмов, как «Матрица» и «Тринадцатый этаж», то мог бы задуматься, не является ли вся моя жизнь компьютерной симуляцией, и поставить под вопрос свои представления о природе реальности. Однако я не пережил ничего подобного и погиб с твердой уверенностью, что проблема совершенно реальна. В конце концов, что может быть тверже и реальнее, чем сорокатонный грузовик?

Эта загадка составляет суть квантовой физики (гл. 7 ). Но если я сложен из таких частиц, а те могут находиться в двух местах сразу, не может ли такое произойти и со мной? На самом деле, за три секунды до аварии я подсознательно решал: смотреть ли мне только налево, куда я всегда поворачивал по пути в гимназию Блакебергс, поскольку на поперечной улице никогда не было движения – или взглянуть и направо, на всякий случай? В то утро 1985 года злополучное спонтанное решение привело меня на край гибели. Все зависело от того, попадет ли один-единственный атом кальция в конкретный синапс префронтальной коры моего головного мозга, вызвав возбуждение конкретного нейрона и отправку им электрического сигнала, который запустит целый каскад активности других нейронов, совместно кодирующих мысль «Не беспокойся». Так что, если бы атом кальция изначально находился сразу в двух слегка различных положениях, то полсекунды спустя мои глаза смотрели бы сразу в двух направлениях, пару секунд спустя мой велосипед находился бы в двух местах одновременно, а еще немного погодя я был бы одновременно и жив, и мертв. Ведущие мировые физики, занимающиеся квантовой теорией, эмоционально рассуждают, действительно ли случается нечто такое, отчего наш мир расщепляется на параллельные вселенные с различными историями, или действительно ли уравнение Шредингера, главный квантовый закон движения, нуждается в поправках. Так умер ли я на самом деле? В данной реальности это едва со мной не случилось, но погиб ли я в другой вселенной, столь же реальной, где эта книга осталась ненаписанной? Если я одновременно жив и мертв, можем ли мы скорректировать наши представления о том, что такое реальность, чтобы все это приобрело смысл?

Если вам кажется, что написанное мной абсурдно и что физики мутят воду, предупреждаю: когда я подойду к рассказу, как я воспринял тот момент, будет еще хуже. Если я нахожусь в двух разных местах двух параллельных вселенных, то одна из моих копий выживет. Если применить те же рассуждения ко всем прочим способам, которыми я мог бы умереть в будущем, то, похоже, всегда будет по крайней мере одна параллельная вселенная, в которой я никогда не умру. Поскольку мое сознание существует только там, где я жив, означает ли это, что субъективно я бессмертен? Если да, то будете ли и вы ощущать себя бессмертным? Мы ответим на эти вопросы в гл. 8.

Удивляет ли вас, что физика видит реальность куда более странной, чем мы могли вообразить? На самом деле, это не так уж удивительно, если всерьез воспринимать дарвиновскую теорию эволюции! Эволюция наделила нас интуицией лишь в отношении тех аспектов физики, которые имели значение для выживания наших далеких предков, вроде параболических траекторий летящих камней (что объясняет наш интерес к бейсболу). Доисторическая женщина, слишком глубоко задумавшаяся о том, из чего в конечном счете состоит материя, могла не заметить подкрадывающегося тигра и выбыть из генофонда. Таким образом, теория Дарвина дает проверяемое предсказание: всякий раз, когда мы применяем технику, чтобы взглянуть на реальность за пределами человеческих масштабов, наша эволюционно выработанная интуиция дает сбой. Мы неоднократно проверяли это предсказание, и результаты безоговорочно свидетельствуют в пользу Дарвина. Эйнштейн понял, что при высоких скоростях время замедляется, и укорял Нобелевский комитет, посчитавший это открытие слишком странным для того, чтобы присудить автору премию именно за теорию относительности. При низких температурах жидкий гелий может течь вверх. При высоких температурах сталкивающиеся частицы меняют свою идентичность. Для меня электрон, который при столкновении с позитроном превращается в Z -бозон, кажется почти настолько же естественным, как пара автомобилей, сливающихся при столкновении в круизный лайнер. В микроскопических масштабах частицы, как ни удивительно, способны находиться в двух местах одновременно, и это приводит к описанным выше квантовым головоломкам. В астрономически огромных масштабах – вот сюрприз! – странности появляются вновь. Если вы интуитивно понимаете все аспекты черных дыр, то, я думаю, вы единственный в своем роде и вам следует немедленно отложить эту книгу и опубликовать свои открытия, прежде чем кто-либо уведет у вас из-под носа Нобелевскую премию за квантовую гравитацию. При переходе на еще большие масштабы нас ждут новые странности, поскольку реальность гораздо грандиознее всего, что можно увидеть в лучшие телескопы. Доминирующая сейчас теория о начале Вселенной, теория космологической инфляции (гл. 5 ), предполагает, что пространство не просто громадно, а бесконечно и содержит бесконечно много точных ваших копий и еще больше ваших «почти копий», проживающих все возможные варианты вашей жизни в параллельных вселенных двух типов. Если правильность этой теории подтвердится, то, даже окажись что-то не так с аргументом из квантовой физики (я привел его выше, когда рассказал о своей копии на велосипеде, не добравшейся до школы), все равно будет существовать бесконечно много других Максов в солнечных системах где-то в далеком космосе, проживших точно такие же жизни вплоть до того же судьбоносного момента и решивших не смотреть направо.

Иными словами, открытия в физике поставили под вопрос некоторые из наших фундаментальных представлений о реальности и при проникновении в микрокосм, и при выходе в макрокосм. Многие представления о реальности подвергаются тяжелым испытаниям даже в промежуточных, соразмерных людям масштабах, когда мы средствами нейробиологии проникаем в наш мозг (гл. 11 ).

Как о загадке, требующей разрешения? Ответ на этот вопрос – главная цель этой книги. В гл. 10–12 мы рассмотрим удивительные связи между вычислениями, математикой, физикой и сознанием. Я также поделюсь с вами своей (на первый взгляд сумасшедшей) идеей: наш физический мир не только описывается математикой, он и есть математика, делающая нас самосознающими частями гигантского математического объекта. Это приводит нас к новому, последнему семейству параллельных вселенных, столь обширному и экзотическому, что рядом с ним бледнеют все упомянутые выше странности, и это вынуждает нас отбросить самые глубокие врожденные представления о реальности.

Рис. 1.1. Глядя на реальность сквозь призму физики, мы видим, что они описывают схемы и закономерности. Но для меня математика – это нечто большее, чем окно в мир. Я намерен убедить вас, что наш физический мир не только описывается математикой, но и сам является математикой, точнее – математической структурой.

Самый главный вопрос

Откуда все это взялось? Как закончится? Насколько все это велико? Вероятно, все человеческие культуры задавались этими вопросами и приходили к ответам в форме мифов, легенд и религиозных доктрин. Эти вопросы столь сложны, что в их отношении нет глобального консенсуса (рис. 1.2 ). Ответы сильнейшим образом разнятся, и по крайней мере некоторые из этих различий, по-видимому, отражают различия в образе жизни. Так, в мифах древних египтян, зависевших от разливов Нила, все, что ни есть в нашем мире, явилось из воды. А скандинавская мифология утверждает, что жизнь произошла из огня и льда.

Другие большие вопросы, затронутые древними культурами, не менее фундаментальны. Что реально? Существует ли в реальности нечто большее, чем мы способны увидеть? «Да», – ответил Платон. Древнегреческий философ сравнил людей с узниками, которые проводят всю жизнь в пещере, в оковах. Они смотрят на стену, на которую падают тени, и приходят к убеждению, что эти тени и есть реальность. Платон утверждал: то, что мы называем реальностью, – лишь ограниченное, искаженное представление о ней, и мы, чтобы приблизиться к ее пониманию, должны освободиться от ментальных оков.

Рис. 1.2. Многие космологические вопросы, которых мы касаемся в этой книге, веками завораживали мыслителей, но всеобщего согласия достичь так и не удалось. Представленная на рисунке классификация основывается на презентации аспиранта Массачусетского технологического института Дэвида Эрнандеса, сделанной в 2011 году на моем занятии по космологии. Следует учитывать, что упрощенные классификации гарантированно неточны: многие религиозные учения ветвятся, а некоторые попадают сразу в несколько категорий. Например, индуизм содержит элементы всех трех представленных концепций сотворения: согласно одной легенде, и бог-творец Брахма, и Вселенная появились из яйца, которое, в свою очередь, возникло из воды.

Некоторые ответы на вопрос: «Что такое реальность?»

Если занятия физикой чему-либо меня научили, так это тому, что Платон прав. Современная физическая наука предельно ясно показала: природа реальности не такая, какой она кажется. Но если так, что такое реальность? Какова связь между внутренней реальностью нашего сознания и внешней реальностью? Из чего в конечном счете все состоит? Как все устроено? Почему? Есть ли смысл у всего, и если да, то какой? И (позаимствую формулу у Дугласа Адамса) каков ответ на «главный вопрос жизни, Вселенной и всего такого?»

Мыслители предложили впечатляющий спектр ответов на вопрос, что такое реальность, а некоторые даже пытались отвести этот вопрос как таковой.

Эта книга (на самом деле и моя научная карьера) – личная попытка подойти к ответу на этот вопрос. Отчасти причина многоголосия состоит, очевидно, в том, что мыслители по-разному его интерпретировали. Слово «реальность» имеет много коннотаций. Я применяю его для обозначения фундаментальной природы внешнего физического мира, частью которого мы являемся, и поглощен поиском лучшего его понимания. Но в чем же состоит мой подход?

Будучи школьником, однажды вечером я начал читать «Смерть на Ниле» Агаты Кристи. Хотя я понимал, что будильник поставлен на семь утра, я не отложил книгу, пока около четырех ночи загадка не разрешилась. Детективные истории притягивали меня с детства, а когда мне было лет двенадцать, я с одноклассниками Андреасом Бетте, Маттиасом Боттнером и Улой Хансон открыл детективный клуб. Мы не поймали ни одного преступника, но нас захватывала сама идея разгадывания загадок. Для меня вопрос, что такое реальность, представляет собой главную детективную историю, и мне невероятно повезло: у меня есть возможность тратить время на ее разгадывание. Я расскажу о случаях, когда любопытство заставляло меня просиживать до самого утра, не имея сил остановиться, пока загадку не удавалось разрешить. Вот только я не книгу читал, а пытался вывести математические уравнения, которые, как я знал, могут привести меня к ответу.

Я физик и применяю физический подход к тайнам реальности. Это значит, что я отталкиваюсь от великих вопросов – насколько велика Вселенная и из чего все состоит? – и работаю с ними как с детективной загадкой: комбинирую удачные наблюдения с рассуждениями и проверяю все версии.

Путешествие начинается

Физический подход? Не лучший ли это способ превратить нечто увлекательное в нечто скучное? Когда попутчик в самолете спрашивает меня, чем я занимаюсь, у меня есть два варианта ответа. Когда я не прочь поболтать, я говорю, что астрономией, и это неизменно приводит к интересной беседе2
Эта беседа иногда начинается так: «О, астрология! Я – Дева». Если дать более точную формулировку: «Космология», то я часто слышу: «О, косметология!» – и далее следуют вопросы о карандашах и туши для глаз.

Если же я не склонен к разговору, то отвечаю, что физикой, и в ответ обычно слышу нечто вроде: «Ой, а для меня это был худший предмет в школе» – и меня не беспокоят до конца полета.

На самом деле физика была и моим наименее любимым предметом. Я до сих пор помню самый первый урок физики. Монотонным голосом учитель объявил, что мы будем изучать понятие плотности. Что плотность – это масса, деленная на объем, и поэтому, если масса такая-то, а объем такой-то, мы можем вычислить плотность. Все, что было после этого, помнится как в тумане. Всякий раз, когда у учителя срывался эксперимент, он ругал влажность и приговаривал: «С утра все работало». А еще я помню, как мои приятели не могли понять, почему у них ничего не выходит, пока я не признался, что сунул магнит под их осциллограф.

Когда пришло время получения высшего образования, я не захотел заниматься физикой и иными техническими дисциплинами, а сделал выбор в пользу Стокгольмской школы экономики и специализации в вопросах окружающей среды. Я хотел внести скромный вклад в то, чтобы сделать нашу планету более приятным местом, и чувствовал, что главная проблема не в отсутствии технических решений, а в том, что мы неправильно используем имеющиеся технологии. Я считал, что лучший способ влиять на людей – это действовать через их кошельки, и был захвачен идеей экономических стимулов, которые поставили бы эгоизм на службу общественному благу. Увы, очень скоро мои иллюзии потерпели крушение и я пришел к выводу, что экономика – это в основном форма интеллектуальной проституции: вы получаете вознаграждение, говоря власть имущим то, что они хотят услышать. Что бы ни хотел сделать политик, всегда найдется экономический советник, который обоснует, почему сделать нужно именно это. Франклин Рузвельт хотел увеличить государственные расходы, поэтому он прислушивался к Джону Мейнарду Кейнсу, а Рональд Рейган хотел сократить государственные расходы и слушал Милтона Фридмана.

Как раз тогда мой однокашник Йохан Олдхофф дал мне книгу, которая стала для меня судьбоносной – «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!». Я никогда не встречался с Фейнманом, но именно благодаря ему мое внимание переключилось на физику. Хотя книга была, в общем-то, не о физике (автор подробнее рассказывает, например, о том, как вскрыть замок или закадрить девушку), между строк читалось, что этот человек влюблен в физику. Это заинтриговало меня. Если вы заметите заурядного парня, ведущего под руку сногсшибательную женщину, то, вероятно, подумаете, что недопонимаете чего-то. Возможно, она видит его скрытые достоинства. Неожиданно я почувствовал то же самое по отношению к физике: что такое видит в ней Фейнман, что я упустил в школе?

Я был просто обязан разобраться. Я взял в отцовском книжном шкафу первый том «Фейнмановских лекций по физике» и начал читать: «Если бы в результате какой-нибудь катастрофы все накопленные научные знания оказались утрачены и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию?»

Ничего себе! Этот парень совершенно не похож на моего учителя физики! Фейнман продолжал: «Я считаю, что это – атомная гипотеза : все тела состоят из атомов – маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижать к другому»3
Цит. по: Фейнман, Р., Лейтон, Р., Сэндс, М. Фейнмановские лекции по физике . Вып. 1. Современная наука о природе. Законы механики . М.: Мир, 1965. С. 23. – Прим. пер.

У меня в голове будто зажглась лампочка. Я сидел как завороженный. Я чувствовал себя так, словно получаю религиозный опыт. Наконец-то я врубился! На меня снизошло откровение, и вслед за Фейнманом я понял: физика – это самое увлекательное интеллектуальное приключение, какое только может быть, это поход за пониманием глубочайших загадок нашей Вселенной. Физика вовсе не превращает нечто волнующее в нечто скучное. Скорее она помогает нам видеть более ясно, делая мир еще более красивым и полным чудес. Когда осенью я еду на работу на велосипеде, я вижу красоту деревьев, окрашенных в золотой, оранжевый и красный цвета. Но взгляд на эти деревья через призму физики раскрывает еще большую красоту, которая замечательно схвачена в цитате Фейнмана, вынесенной в эпиграф этой главы. И чем пристальнее я вглядываюсь, тем больше изящества замечаю: в гл. 3 мы откроем, что деревья в конечном счете появляются из звезд, а в гл. 8 увидим, что изучение объектов, из которых они сложены, указывает на существование параллельных вселенных.

В то время у меня была девушка, которая изучала физику в Королевском технологическом институте, и ее учебники казались мне гораздо интереснее моих. Наши отношения давно закончились, а вот моя любовь к физике жива до сих пор. Поскольку высшее образование в Швеции было бесплатным, я зачислился в ее университет, даже не извещая администрацию Стокгольмской школы экономики о своей двойной жизни. Так официально началось мое детективное расследование, и эта книга – отчет, написанный спустя четверть столетия.

Так что же такое реальность? Я дал этой главе столь дерзкое название не для того, чтобы высокомерно навязать готовый ответ (хотя в последней части книги мы рассмотрим весьма интригующие возможности), а затем, чтобы пригласить присоединиться к моим собственным поискам и разделить мои мысли и волнение, связанные с этими расширяющими сознание загадками. Я думаю, что и вы, подобно мне, придете к выводу: чем бы ни была реальность, она радикально отличается от того, чем мы ее считали. Я надеюсь, что вы, как и я, сочтете, что это сообщает повседневным неурядицам вроде штрафов за парковку и тоски другой масштаб, помогая легче переступать через них и в полной мере наслаждаться радостями и загадками жизни.

Когда я обсудил замысел этой книги с Джоном Брокманом, который впоследствии стал моим литературным агентом, он выразился предельно ясно: «Мне нужен не учебник, а ваша личная книга». Поэтому я написал своего рода научную автобиографию. Хотя она более про физику, чем про меня, это, безусловно, не привычная научно-популярная книжка, стремящаяся дать объективный обзор физики, в котором отражен устоявшийся консенсус и предоставлено столько же места для всех прочих точек зрения. Скорее, это личное расследование природы реальности, и, я надеюсь, вам понравится смотреть на нее моими глазами. Вместе мы изучим улики, которые я считаю самыми важными, и попробуем понять, на что они указывают.

Рис. 1.3. Если вы прочитали много современных научно-популярных книг и чувствуете, что понимаете, что такое искривленное пространство, Большой взрыв, космический микроволновый фон, темная энергия, квантовая механика и т. д., вы можете попробовать пропустить гл. 2, 3, 4 и 7, просмотрев только «Резюме» в конце каждой из них. Если вы профессиональный физик, можете пропустить и гл. 5. Однако многие концепции, которые могут показаться знакомыми, на удивление тонкие, и если вы не можете ответить на все вопросы 1–6 в гл. 2, то, я надеюсь, вы изучите первые главы.

Мы начнем путешествие с того, как недавние научные открытия трансформировали сам контекст вопроса, что такое реальность. Физика пролила свет на внешнюю реальность в самых крупных (гл. 2–6 ) и малых (гл. 7–8 ) масштабах. В части I мы рассмотрим вопрос, насколько велика Вселенная, и будем приближаться к ответу, переходя к все большим космическим масштабам. Одновременно мы займемся изучением нашей космической колыбели и двух типов параллельных вселенных, попутно обнаруживая признаки того, что пространство, по сути, является математическим. В части II мы займемся вопросом, из чего все состоит, и погрузимся в субатомный микрокосм. Мы рассмотрим третий тип параллельных вселенных и найдем, что фундаментальные «строительные блоки» материи также, в сущности, математические. В части III сделаем шаг назад и подумаем, что именно это говорит о фундаментальной природе реальности. Начнем с обоснования того, что наши неудачи в понимании сознания не мешают исчерпывающему пониманию внешней физической реальности. Затем займемся моей самой радикальной и спорной идеей, что фундаментальная реальность – чисто математическая; переведем такие понятия, как «случайность», «сложность» и даже «изменение» в статус иллюзий и найдем признаки существования четвертого, последнего уровня параллельных вселенных. Путешествие завершится в гл. 13, когда, вернувшись домой, мы рассмотрим, что все это значит для будущего жизни во Вселенной, для людей и вас лично.

Книга: «Наша математическая Вселенная»

Вышла: 2017 год

Издательство: АСТ: CORPUS

Язык оригинала: английский

Оригинальное название: Our Mathematical Universe

Об авторе

Макс Тегмарк — учёный с мировым именем: две сотни публикаций, постоянные упоминания в СМИ. Анализируя данные космического аппарата WMAP, Тегмарк вместе с женой, Анжеликой де Оливейра-Коста, доказал, что космос не везде одинаковый — некоторые математические ухищрения позволяют обнаружить проходящую через всю Вселенную ось симметрии, которой вообще-то не может быть, потому что не может быть никогда. Больше всего на свете Тегмарк любит рассуждать о том, что всё в мире управляется математикой, и если существует непротиворечивое математическое описание чего-нибудь, то это что-то обязательно где-нибудь найдётся. Чтобы его сложные математические выкладки поняли не только коллеги-профессора, он написал популярную книгу «Наша математическая вселенная», в которой объясняет зубодробительно сложные вещи очень простым языком.

О книге

Если верить Тегмарку, всё есть математика, и наоборот. Но прежде чем приступить к доказательству этого главного тезиса, учёный мягко вводит читателя в курс дела, начиная, по традиции всех популяризаторов наук о космосе, с древних греков. Постепенно читатель как будто самостоятельно доказывает, что Земля круглая, Солнечная система — наша Родина, а тепловая смерть Вселенной неизбежна. Упор Тегмарк делает, конечно, на то, что сам знает очень хорошо — на красное смещение галактик, которым долго занимался сам, на реликтовое излучение, исследуя которое, сделал своё главное открытие, и на теорию Большого Взрыва (ту, которая теория, а не популярный ситком).

Проследив за рассуждениями автора, можно хотя бы приблизительно разобраться в том, в чём разобраться невозможно принципиально — например, в теории о том, что мир имеет форму бублика (тора), но при этом остаётся бесконечным. По пути Тегмарк ставит кучу вопросов. на которые сам же и отвечает. Такой формат очень упрощает знакомство со сложными принципами современной космологии. Вот пример: как за конечное время Большого Взрыва появилось бесконечное пространство? Сперва надо прочитать всю предыдущую главу про инфляцию пространства, но зато когда читатель эту главу освоит, станет ясен ответ, который звучит так: «Инфляция порождает бесконечное число галактик и продолжается вечно».

Рассказав всё, что можно рассказать про Большой Взрыв без уравнений и графиков, Тегмарк приступает к вещам совсем уж фантастическим, вроде мультиверса и параллельных вселенных. Он объясняет, что гипотезы о параллельных вселенных — это (пока) даже не теории, а намёки на теории, которые физики выстроят или не выстроят в будущем. Без обиняков Тегмарк резюмирует мнение, которое сегодня господствует в научном сообществе касательно гипотез о мультиверсе и всех, кто упражняет ум их разработкой. «Хотя эти параллельные вселенные остаются предметом споров, основная критика в их адрес поменялась с «Это не имеет смысла, и я это ненавижу» на «Я это ненавижу»». Приятно читать серьёзных учёных, у которых всё в порядке с чувством юмора.

Так, постепенно усложняя тему и уходя от специальных вопросов к общим, Тегмарк подводит читателя к тому, ради чего всё затевалось — к рассказу о своей гипотезе математической Вселенной (ГМВ). Вот два её постулата:

1. Существует внешняя физическая реальность, совершенно независимая от людей.

2. Наша внешняя физическая реальность является математической структурой.

Эта гипотеза при должном развитии может претендовать на роль Священного Грааля физики — Общую теорию всего, считает — или, скорее, верит — Тегмарк. Математические структуры, о которых идёт речь во втором положении ГМВ, вечны и неизменны, а в них всё существует как реализация в конкретных данных, как точки на графике функции существуют как часть функции. Такие точки — это, например, время и пространство. Человек — тоже математическая структура, только необычная — самосознающая.

Из двух положений ГМВ делается много выводов, физических и философских, о природе человека, знания и веры. В итоге книга, начавшаяся с рассказа о простых вещах — приливах, планетах, и параллаксах, превращается в математический катехизис. Автор так и говорит: не «я доказал мультиверс IV уровня», — что было бы шарлатанством, — а «я верю в мультиверс IV уровня». Поддерживает учёного в его истовой вере желание познать Вселенную. Перебрав существующие теории, намёки на теории и гипотезы, он выбрал ту, которая не предполагает принципиального порога возможности проникновения в суть вещей — и сделал её своей религией. От фанатика его отличает только то, что Тегмарк допускает, что его вера ошибочна. Если этому однажды найдётся доказательство, учёный, конечно, признает своё поражение. Но будет при этом бесконечно печален.

Макс Тегмарк

Наша математическая вселенная. В поисках фундаментальной природы реальности

Издательство CORPUS ®

* * *

Посвящается Мейе

Глава 1. Что такое реальность?

Деревья в основном состоят из воздуха. Сгорая, они вновь возвращаются в воздух, а в их огне высвобождается тепло солнечного пламени, которое было связано в ходе превращения воздуха в дерево. А небольшое количество оставшегося пепла – это та часть, которая поступила не из воздуха, а из твердой земли.

Ричард Фейнман

Есть многое в природе, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам.

Уильям Шекспир

Не то, чем кажется

Однако не все устроено так, как кажется на первый взгляд. Это касается и грузовиков, и реальности как таковой. Об этом не только рассуждают философы и писатели-фантасты, но и свидетельствуют результаты физических экспериментов. Уже столетие физики знают, что твердая сталь – это главным образом пустота. Атомные ядра, составляющие 99,95 % ее массы – это крошечные шарики, занимающие около 0,0000000000001 % ее объема, и этот почти вакуум воспринимается как твердый лишь за счет электрических сил, очень надежно удерживающих ядра на своих местах. Более того, ученые выяснили, что субатомные частицы, по-видимому, могут находиться одновременно в нескольких местах. Эта загадка составляет суть квантовой физики (гл. 7 ). Но если я сложен из таких частиц, а те могут находиться в двух местах сразу, не может ли такое произойти и со мной? На самом деле, за три секунды до аварии я подсознательно решал: смотреть ли мне только налево, куда я всегда поворачивал по пути в гимназию Блакебергс, поскольку на поперечной улице никогда не было движения – или взглянуть и направо, на всякий случай? В то утро 1985 года злополучное спонтанное решение привело меня на край гибели. Все зависело от того, попадет ли один-единственный атом кальция в конкретный синапс префронтальной коры моего головного мозга, вызвав возбуждение конкретного нейрона и отправку им электрического сигнала, который запустит целый каскад активности других нейронов, совместно кодирующих мысль «Не беспокойся». Так что, если бы атом кальция изначально находился сразу в двух слегка различных положениях, то полсекунды спустя мои глаза смотрели бы сразу в двух направлениях, пару секунд спустя мой велосипед находился бы в двух местах одновременно, а еще немного погодя я был бы одновременно и жив, и мертв. Ведущие мировые физики, занимающиеся квантовой теорией, эмоционально рассуждают, действительно ли случается нечто такое, отчего наш мир расщепляется на параллельные вселенные с различными историями, или действительно ли уравнение Шредингера, главный квантовый закон движения, нуждается в поправках. Так умер ли я на самом деле? В данной реальности это едва со мной не случилось, но погиб ли я в другой вселенной, столь же реальной, где эта книга осталась ненаписанной? Если я одновременно жив и мертв, можем ли мы скорректировать наши представления о том, что такое реальность, чтобы все это приобрело смысл?

И последнее – по порядку, но не по значению: мы знаем, что математические уравнения открывают окно в механику природы, что метафорически проиллюстрировано на рис. 1.1. Но почему наш физический мир демонстрирует столь исключительную математическую упорядоченность, позволившую Галилею, супергерою от астрономии, объявить природу книгой, «написанной на языке математики», а нобелевскому лауреату Юджину Вигнеру говорить о «непостижимой эффективности математики в естественных науках» как о загадке, требующей разрешения? Ответ на этот вопрос – главная цель этой книги. В гл. 10–12 мы рассмотрим удивительные связи между вычислениями, математикой, физикой и сознанием. Я также поделюсь с вами своей (на первый взгляд сумасшедшей) идеей: наш физический мир не только описывается математикой, он и есть математика, делающая нас самосознающими частями гигантского математического объекта. Это приводит нас к новому, последнему семейству параллельных вселенных, столь обширному и экзотическому, что рядом с ним бледнеют все упомянутые выше странности, и это вынуждает нас отбросить самые глубокие врожденные представления о реальности.

Гипотеза математической вселенной (также известна как Конечный Ансамбль) - в физике и космологии, одна из гипотез «теории всего», предложенная физиком-теоретиком Максом Тегмарком. Согласно гипотезе, наша внешняя физическая реальность является математической структурой. То есть, физический мир является математическим в определённом смысле. Все математические структуры, которые можно вычислить, существуют. Гипотеза предполагает, что миры, соответствующие различным наборам начальных состояний, физических констант, или совсем других уравнений, можно рассматривать как одинаково реальные.

Комментарии: 0

Макс Тегмарк

Статья этой статье Макса Тегмарка выдвигается гипотеза о строении предполагаемой сверхвселенной, теоретически включающей в себя четыре уровня. Однако уже в ближайшее десятилетие у ученых может появиться реальная возможность получить новые данные о свойствах космического простраства и, соответственно, подтвердить или опровергнуть данную гипотезу.

Некоторые ученые полагают, что наша Вселенная представляет собой гигантскую компьютерную симуляцию. Должны ли мы беспокоиться по этому поводу? Реальны ли мы? А как насчет меня лично? Раньше подобными вопросами задавались лишь философы. Ученые же пытались понять, что собой представляет наш мир, и объяснить его законы. Но появившиеся в последнее время соображения относительно устройства Вселенной ставят экзистенциальные вопросы и перед наукой. Некоторые физики, космологи и специалисты в области искусственного интеллекта подозревают, что мы все живем внутри гигантской компьютерной симуляции, принимая виртуальный мир за реальность.

Как известно, Галилей заявил, что Вселенная является "великой книгой", написанной на языке математики. Почему же наша Вселенная кажется нам столь математичной? Как это понимать? Вселенная не просто описывается при помощи математики, но она сама и есть математика в том смысле, что все мы представляем собой элементы гигантского математического объекта, который, в свою очередь, является частью мультивселенной – столь гигантской, что по сравнению с ней остальные мультивселенные, о которых говорили в последние годы, выглядят малыми.

Для возникновения жизни необходима основа. Наша Вселенная синтезировала атомные ядра на начальном этапе своей истории. Ядра поймали электроны, чтобы сформировать атомы. Скопления атомов образовали галактики, звезды и планеты. Наконец, у живых существ появилось место, которое они могли назвать домом. Мы воспринимаем как данность, что законы физики допускают появление таких структур, но все могло быть иначе.

Нил Тайсон, Лоуренс Краусс, Ричард Готт

Перед вами четырнадцатая ежегодная Научная Конференция имени Айзека Азимова. В этот раз ее ведущий, Нил Деграсс Тайсон, с группой физиков, философов и журналистов ведет оживленную дискуссию о «Существовании Ничто». Концепция «Ничто» столь же стара, как «Ноль» сам по себе, и в этих дебатах участники охватят все, что человечеству о ней известно. Они проложат путь от древних греков, уравнения «Бог создал мир из Ничего», унаследованное от христианской метафизики до современных исследований в области квантовой гравитации.

Лоуренс Краусс

За последнее столетие, начиная с открытия расширяющейся Вселенной, наука начала делать набросок структуры всего космического пространства, пытаясь описать сотню миллиардов галактик и начало самого космоса и времени. Поразительно, как быстро мы научились понимать основы всего, начиная с образования звезд, заканчивая появлением галактик и Вселенной. И сейчас, благодаря предсказательной силе квантовой физики, физики-теоретики начинают продвигаться даже дальше - к новым вселенным и новой физике, к противоречиям, о которых раньше рассуждали исключительно в рамках теологии и философии.

Дэвид Дойч

Книга известного американского специалиста по квантовой теории и квантовым вычислениям Д.Дойча фактически представляет новую всеобъемлющую точку зрения на мир, которая основывается на четырех наиболее глубоких научных теориях: квантовой физике и ее интерпретации с точки зрения множественности миров, эволюционной теории Дарвина, теории вычислений (в том числе квантовых), теории познания.

Как известно, человек живет в 3х измерениях - длина, ширина и высота. Исходя из "теории струн", во Вселенной существует 10 измерений, первые шесть из которых между собой связаны. На данном видео рассказывается про все эти измерения, включая 4 последних, в рамках представлений о Вселенной.

Юрий Лебедев

Параллельные, пересекающиеся, ветвящиеся и вновь сходящиеся вместе миры. Что это - выдумка писателей-фантастов или реальность, ещё не осознанная? Тема многомирия, развиваемая философами с античных времён, в середине XX века стала предметом обсуждения физиков. На основе принципа взаимодействия наблюдателя с квантовой реальностью появилась новая интерпретация квантовой механики, получившая название «оксфордской». Её автор, молодой физик Хью Эверетт, встречался с Нильсом Бором, основателем общепринятой на тот момент «копенгагенской» интерпретации квантовой механики. Но общего языка они не нашли. Их миры разошлись...

Окружающий нас мир всегда был немного странным и таинственным. Большую часть времени он скрыт от нашего сознания. Изучение природы реальности уводило учёных далеко за грани понимаемого. Реальность начинается с атома и достигает чёрных дыр протягиваясь до границ Вселенной. Но будьте осторожны. Как только вы войдете в их реальность, вы никогда не сможете смотреть на мир прежними глазами.