Могут ли быть проверены рассмотренные нами теории мультивселенных?

В теоретических исследованиях физическая интуиция жизненно необходима. Теоретики должны как-то ориентироваться среди нагромождения различных вариантов. Следует рассмотреть это уравнение или то, применить эту схему или другую? Лучшие физики обладают острым чутьём на то, какие направления выглядят многообещающе, а какие скорее всего бесплодны. Но это происходит за кулисами. Когда научная гипотеза выдвинута, интуиция и чутьё уже не причём. Уместен лишь один стандарт — способность этой гипотезы объяснить или предсказать экспериментальные данные и астрономические наблюдения.

В этом состоит необыкновенная прелесть науки. По мере того как мы боремся за углубление нашего понимания, нашему творческому воображению необходимо давать всё больше пространства для размышлений. Нам требуется перешагнуть за пределы обычных идей и принятых рамок. Но в отличие от любой другой человеческой деятельности, наполненной творческим импульсом, наука даёт окончательный рецепт, встроенную оценку того, что считать правильным, а что — неправильным.

Усложнение научной жизни во второй половине двадцатого столетия и в начале двадцать первого заключается в том, что некоторые наши теоретические идеи превосходят имеющиеся наблюдательные или экспериментальные возможности. Долгое время таким примером была теория струн. Возможность того, что мы являемся частью мультивселенной, является ещё более ярким примером. Я привёл общее предписание того, как идея мультивселенной может быть проверена, но на нашем текущем уровне понимания ни одна из рассмотренных нами мультивселенных пока не удовлетворяет этому критерию. Однако исследования продолжаются, и ситуация может значительно улучшиться.

Например, наши исследования по ландшафтной мультивселенной находятся на начальном этапе. Набор возможных вселенных в теории струн — струнный ландшафт — схематически представлен на рис. 6.4, но подробные карты этого горного рельефа всё ещё предстоит нарисовать. Подобно древним мореплавателям, мы имеем слабое представление, что там за горизонтом, и для создания карт этих земель потребуется ещё много математических исследований. После получения таких знаний следующим шагом будет установление того, как эти возможные вселенные распределены по просторам ландшафтной мультивселенной. Мы хорошо понимаем на качественном уровне важный физический процесс образования пузырьков-вселенных посредством квантового туннелирования (рис. 6.6, и рис. 6.7), но нам ещё предстоит провести детальные вычисления в теории струн. Различные исследовательские группы (включая и мою группу) провели первую разведку, но перед нами лежат ещё огромные неизведанные территории. Как мы видели в предыдущих главах, и в других моделях мультивселенных имеется множество подобных неопределённостей.

Никто не знает, пройдут года или десятилетия и даже ещё больше, прежде чем экспериментальный и теоретический прогресс приведёт нас к детальным предсказаниям в рамках любой заданной мультивселенной. Если же текущая ситуация не изменится, то мы окажемся перед выбором. Как определить науку, «серьёзную науку» — как включающую только те идеи, миры и возможности, которые соответствуют текущим экспериментальным и наблюдательным возможностям людей на планете Земля? Или нам стоит придерживаться более широкой точки зрения и считать идеи «научными», если их можно будет проверить с помощью технологических достижений, появление которых мы прогнозируем в последующие сто лет? В последующие двести лет? Дольше? Или принять ещё более широкую точку зрения? Позволяем ли мы науке следовать всевозможными путями, идти дорогами, отклоняющимися от экспериментально подтверждённых идей, но которые могут привести нас в скрытые миры, находящиеся, возможно, навсегда, за пределами человеческих возможностей?

Чёткого ответа на эти вопросы не существует. Именно здесь начинает играть ведущую роль личный научный вкус каждого. Я хорошо понимаю привязанность к тем научным исследованиям, которые могут быть проверены незамедлительно или в ближайшем будущем; именно так, в конце концов, мы выстраиваем систему научных взглядов. Но было бы порочным загонять наши размышления в узкие рамки, определяемые тем, где мы есть, куда мы движемся и кто мы такие. Реальность выходит за эти рамки, и поэтому следует ожидать, что поиск глубоких истин также не застрянет на месте.

Я голосую за расширенную точку зрения. Но я не принимаю идей, которые невозможно осмысленно проверить на эксперименте или в наблюдениях, не в силу человеческой слабости и технологических ограничений, а по причине внутренней природы таких гипотез. Из всех рассмотренных нами мультивселенных только полномасштабная версия окончательной мультивселенной оказывается в таком положении. Если учитывается абсолютно каждая возможная вселенная, то тогда совершенно неважно, что мы наблюдаем и какие эксперименты проводим; окончательная мультивселенная кивнёт и одобрит наш результат. Другие восемь мультивселенных (табл. 11.1) лишены этого недостатка. Каждая из них возникает на основе хорошо обоснованной логической цепочки рассуждений и каждая открыта для тестирования. Если наблюдения дадут убедительное доказательство того, что пространство конечно, то лоскутная мультивселенная будет отброшена. Если пошатнётся наша уверенность в инфляционной космологии — возможно потому, что будут получены более точные данные по реликтовому излучению, для объяснения которых придётся предположить слишком крутую (и, следовательно, неубедительную) кривую потенциальной энергии инфлатона, — привлекательность инфляционной мультивселенной также уменьшится.[41]Если теория струн потерпит неудачу, если будет найден скрытый математический изъян, что приведёт к противоречивости теории (как казалось первым исследователям теории струн), то мотивация для изучения её разнообразных мультивселенных испарится. С другой стороны, если будут обнаружены характеристики в реликтовом излучении, ожидаемые при столкновениях пузырьков-вселенных, это станет прямым подтверждением инфляционной мультивселенной. Эксперименты, проводимые на ускорителях по поиску суперсимметричных частиц, потерянной энергии и чёрных мини-дыр, могут способствовать укреплению позиций теории струн и бранной мультивселенной, а подтверждение столкновений пузырьков-вселенных может также считаться указанием в пользу ландшафтного разнообразия. Обнаружение отпечатков гравитационных волн из ранней Вселенной (или их отсутствие) позволит сделать выбор между инфляционной парадигмой для космологии или циклической мультивселенной.

Квантовая механика, рассматриваемая с точки зрения многомирового подхода, приводит к квантовой мультивселенной. Если в будущем исследования покажут, что уравнения квантовой механики, сколь бы надёжными они ни были до сих пор, потребуют небольших модификаций для соответствия с более точными данными, то этот тип мультивселенной может быть отброшен. Так произойдёт, если при модификации потребуется отказаться от свойства линейности (на котором основывались все наши рассуждения в главе 8). Мы также отмечали, что в принципе существуют тесты на квантовую мультивселенную, эксперименты, результаты которых зависят от того, правилен ли подход Эверетта или нет. Эти эксперименты выходят за рамки того, что нам доступно сейчас, а может, и будет доступно когда-либо, но причина этого в том, что они фантастически сложны, а вовсе не в том, что они фундаментально невыполнимы из за каких-то внутренних свойств самой квантовой мультивселенной.

Голографическая мультивселенная возникает из рассмотрения хорошо установленных теорий — общей теории относительности и квантовой механики — и получает сильнейшую теоретическую поддержку со стороны теории струн. Вычисления, основанные на голографическом принципе, предварительно согласуются с экспериментальными результатами на ускорителе тяжёлых релятивистских ионов, и всё указывает на то, что такие экспериментальные связи в будущем будут только крепнуть. Рассматривать ли голографическую мультивселенную только как полезный математический инструмент или же как указание на голографичность реальности — является личным мнением каждого. Следует подождать дальнейших работ, теоретических и экспериментальных, чтобы иметь больше данных для физической интерпретации.

В основе смоделированной мультивселенной лежит не какая-то одна теоретическая структура, а непреклонный рост компьютерных мощностей. Ключевое допущение здесь состоит в том, что способность к ощущениям не привязана фундаментальным образом к какой-то выделенной основе — мозгу, — а является сопутствующей характеристикой определённого множества информационных процессов. Это весьма спорное предположение, и пылкие аргументы выдвигаются с обеих сторон. Возможно, что будущие исследования мозга и природы сознания развенчают идею о машинах, обладающих самосознанием. А может быть и нет. Впрочем, один способ тестирования этой модели мультивселенной вполне очевиден. Если наши потомки однажды увидят, или вступят в контакт, или виртуально посетят, или станут частью вполне убедительного смоделированного мира, то вопрос с практической точки зрения будет решён.

Смоделированная мультивселенная, по крайней мере теоретически, может быть также связана с урезанной версией окончательной мультивселенной, которая включает вселенные, основанные только на вычислимых математических структурах. В отличие от полной теории окончательной мультивселенной, генезис этой более ограниченной версии позволяет поднять её на ступень выше, чем просто гипотеза. Пользователи, реальные и виртуальные, стоящие за этой смоделированной мультивселенной, будут, по определению, моделировать вычислимые математические структуры и поэтому будут обладать способностью породить эту часть окончательной мультивселенной.

Получить экспериментальные и наблюдательные подтверждения справедливости любой из гипотез мультивселенных — это, конечно, непростая задача. Но в ней нет ничего невозможного. И понимая, каким огромным может быть вознаграждение, и если теоретические исследования естественно толкают нас на путь изучения мультивселенных, мы обязаны проследовать по этому пути и выяснить, куда он нас приведёт.

Дата добавления: 2015-08-10