Головні ідеї книги

Теорія всього як граничний ансамбль. Чому можуть існувати всі математично можливі світи

Макс Теґмарк, 1998

Чому у світу саме такі закони, а не інші? Фізик Макс Теґмарк пропонує сміливу гіпотезу: існують усі математично можливі світи, а наш — лише один із них. Переказ його статті 1998 року обходиться без формул і показує, як таку гіпотезу можна перевірити і чому, за її логікою, простір у нас тривимірний.

Кому підійде

Для тих, кому цікаво, звідки у світу саме такі закони і чи могли вони бути іншими. Формули й фізична освіта не знадобляться.

Мислю, отже, простір тривимірний.

Що вдихає вогонь у рівняння

Фізики мають давню мрію — теорію всього, одну струнку теорію, з якої випливає все, що можна знати про устрій світу. Але навіть якщо її знайдуть, лишиться питання, яке колись поставив Стівен Гокінг. Що вдихає вогонь у рівняння і створює Всесвіт, який вони описують? Інакше кажучи, чому існують саме ці закони, а не якісь інші?

1998 року фізик Макс Теґмарк запропонував несподівану відповідь: вибирати взагалі нема з чого. Існують усі математично можливі світи. Це його гіпотеза, і сам він пише, що поки далеко не ясно, чи спростовують її спостереження.

Перед тобою переказ наукової статті, а не книжки. У ній багато формул, а тут їх не буде — тільки хід думки. Ти побачиш, як теорія без жодного підібраного числа може щось передбачати, який вигляд має світ з висоти пташиного польоту й очима жаби і чому простір у нас тривимірний.

А наприкінці ми повернемося до питання Гокінга. Теґмарк має на нього відповідь, і ця відповідь стосується тебе.

Якщо світ — математика, то чому саме ця

Теґмарк починає з питання: світ цілком математичний чи математика — лише зручний інструмент, який приблизно його описує? Якщо сказати суворіше: чи можна стверджувати, що фізичний світ і є деяка математична структура? Структурою він називає набір об'єктів і правил, які їх пов'язують, як-от натуральні числа з додаванням і множенням.

Із цього питання виростають чотири варіанти. Світ не цілком математичний, і тоді теорія всього в принципі не зможе передбачити все. Світ математичний, але фізично існують лише деякі структури. Не існує жодної: цей варіант явно спростований і потрібен тільки для повноти. І останній варіант: існують усі.

Більшість фізиків, за оцінкою Теґмарка, вибирають перший або другий. Другий вразливий: він не пояснює, чому існує саме ця структура, а сусідні — ні. Чому протон важчий за електрон приблизно в 1836 разів, а не в 1996? Чому простір має три виміри, а час один, а не, скажімо, сімнадцять і п'ять?

Теорія, яка не відповідає на такі питання, може виявитися правильною. Але, за словами Теґмарка, вона виглядає довільною і може розчарувати тих, хто чекає від теорії всього відповіді на всі питання.

Читати в Livria

Про автора

Макс Теґмарк — фізик і космолог. Цю статтю він написав в Інституті перспективних досліджень у Принстоні, а 1998 року вона вийшла в журналі Annals of Physics.

Усі книги автора: Макс Теґмарк

Поняття з книги

  • Ейнштейн
  • Гокінг
  • Бритва Оккама
  • Теорія всього: Мрія фізиків: одна несуперечлива теорія, яка охоплює і квантову фізику, і загальну теорію відносності та описує весь устрій фізичного світу.
  • Математична структура: Набір об'єктів і правил, які їх пов'язують, наприклад натуральні числа з додаванням і множенням. У статті структура не залежить від того, якими значками її записати.
  • Граничний ансамбль: Термін Теґмарка: множина всіх математичних структур одразу, якщо кожна з них існує фізично. До неї входять навіть світи з зовсім іншими рівняннями.
  • Гільберт: Давид Гільберт — німецький математик. За його визначенням, яке бере Теґмарк, математично існує те, що вільне від суперечностей.
  • Погляд птаха: Образ зі статті: так математичну структуру бачить математик, ззовні й цілком.
  • Погляд жаби: Образ зі статті: так математичну структуру переживає той, хто живе всередині неї.
  • Самосвідома підструктура: Термін Теґмарка: будь-яка частина математичної структури, здатна мислити й переконана, що мислить. Це може бути людина, складна програма або щось зовсім інше.
  • Теорія відносності: Теорія Ейнштейна про простір, час і тяжіння. У ній простір і час об'єднані в один чотиривимірний світ.
  • Еддінгтон: Артур Еддінгтон — британський астрофізик першої половини XX століття. Теґмарк посилається на його думку про те, що ми бачимо як предмет те, що зберігає форму.
  • Еренфест: Пауль Еренфест — фізик, який 1917 року помітив, що в просторі з кількістю вимірів понад три не буває стійких атомів і орбіт планет.
  • Сильна взаємодія: Одна з чотирьох основних сил природи. Вона утримує разом протони й нейтрони в атомному ядрі.
  • Слабкий антропний принцип: Думка, що не можна дивуватися тим властивостям світу, без яких нас би не було: у світі, де їх немає, дивуватися не було б кому.
  • Віґнер: Юджин Віґнер — фізик, автор знаменитого есею про «незбагненну ефективність» математики в природничих науках.

Усі поняття

Схожі книги