Теория множественности вселенных



Стивен Хокинг
Image caption В 1980-х годах Хокинг вместе с американским астрофизиком Джеймсом Хартлом разработал новую теорию возникновения Вселенной

В своей последней работе профессор Стивен Хокинг говорит о существовании параллельных вселенных, похожих на нашу.

Эта теория покойного астрофизика помогает решить выведенный им же космический парадокс и наводит астрономов на поиск свидетельств существования параллельных вселенных.

Работа была передана в научное издание Journal of High-Energy Physics за десять дней до смерти Хокинга.

  • Стивен Хокинг: ученый, изменивший наше представление о Вселенной
  • «Жизнь была бы трагичной, если бы не была забавной»: Стивен Хокинг в цитатах
  • Нейтронные звезды и происхождение золота — последнее интервью Стивена Хокинга

В 1980-х годах Хокинг вместе с американским астрофизиком Джеймсом Хартлом разработал новую теорию возникновения Вселенной.

Теория Хартла-Хокинга устраняла внутреннее противоречие теории Эйнштейна, в которой постулировалось, что наша Вселенная возникла около 14 миллиардов лет назад, но не говорилось, каким образом это произошло.

Ученые прибегли к квантовой механике, чтобы объяснить, как Вселенная могла возникнуть из ничего.

Эта теория решила одну проблему, но создала другую, или даже бесконечное число других.

Выстраивая свою теорию, физики пришли к выводу, что Большой взрыв вероятнее всего создал не одну вселенную, а бесконечное их количество.

Правообладатель иллюстрации DETLEV VAN RAVENSWAAY/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Image caption В соответствии с теорией Хартла-Хокинга некоторые из параллельных вселенных похожи на нашу

В соответствии с теорией Хартла-Хокинга некоторые из параллельных вселенных похожи на нашу: в них существуют похожие на Землю планеты, общества, похожие на наши, и даже схожие с нами люди.

Другие вселенные могут быть немного другими — это может быть планета, похожая на Землю, но сохранившая популяцию динозавров. В третьих все может быть совсем по-другому: без Земли, возможно даже без звезд и галактик, с другими законами физики.


Может быть, это звучит как фантастика, но в соответствии с математической частью теории Хартла-Хокинга это возможно.

Тут возникает проблема, поскольку если существует бесконечное число вселенных с бесконечными вариациями законов физики, то теория не может способствовать пониманию того, в какой именно вселенной мы находимся и каковы ее особенности по сравнению с другими.

Именно этот парадокс в своей последней работе пытается решить Хокинг совместно с профессором Томасом Хертогом из Левенского католического университета в Бельгии.

«Ни Стивен, ни я не были удовлетворены таким положением дел», — говорит Хертог в беседе с Би-би-си.

«Получается, что мультивселенная возникла случайно, а больше мы почти ничего сказать не можем. Мы сказали друг другу: «Возможно, с этим придется смириться». Но сдаваться мы не хотели», — рассказывает ученый.

Правообладатель иллюстрации NASA/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Image caption Теория Хартла-Хокинга — плод двадцатилетней работы двух ученых

Теория Хартла-Хокинга — плод двадцатилетней работы двух ученых. Парадокс в рамках новой теории разрешается с помощью математического арсенала другой экзотической теории — теории струн.

Этот подход позволил физикам по-другому взглянуть на науку. А новая оценка теории Хартла-Хокинга, которая содержится в работе, восстанавливает порядок в мультивселенной.


В соответствии с теорией Хокинга-Хертога, параллельные миры существуют, но законы физики в них должны быть такими же, как в нашей.

Это значит, что наша Вселенная типична, а значит выводы, которые мы делаем из наблюдений за ней, применимы и к параллельным мирам.

Все это может показаться заумным, но эти идеи будут реальным подспорьем для физиков, которые стараются разработать более полную теорию возникновения Вселенной, говорит профессор Хертог.

«Законы физики, которые мы проверяем в наших лабораториях, существовали не всегда. Они выкристаллизовались после Большого взрыва, по мере того, как наша Вселенная расширялась и остывала. То, какие именно законы возникнут, в большой степени зависело от физических параметров Большого взрыва. Изучая их, мы надеемся получить более глубокое понимание того, откуда берутся наши теории по физике, как они появляются, и уникальны ли они», — говорит ученый.

Один из волнующих выводов новой теории в том, что, по словам Хертога, она может помочь исследователям обнаружить следы параллельных вселенных в нашей. Это можно сделать, изучая микроволновые следы Большого взрыва.

Но каким-то образом перескочить из одной вселенной в другую вряд ли получится, уточняет ученый.

Источник: www.bbc.com


Мы вероятно населяем один из миров мультивселенной, предлагают интересный взгляд реальность физики-теоретики. Оказывается, мы живет во Вселенной, которая скорее всего является не единственной в своем роде. Фактически, безграничная для нас Вселенная возможно представляет лишь один мир из неограниченного числа миров, входящих в состав «мультивселенной».

Конечно увлекательная концепция вызывает некоторое недоверие, за ней стоят проверенные физические данные. К тому же насчитывается несколько способов подводящих к заключению о существовании мультивселенной – в этом независимо друг от друга уверяют несколько теоретиков.

— Salik.biz

В сущности, эксперты больше склоняются к факту существования недоступных для наблюдения вселенных, чем их отсутствия. Мы их никогда не увидим, и навряд ли там побываем, считают теоретические исследователи пространств. По крайней мере на сегодня неизвестен способ совершить путешествие в скрытые вселенные.

Ниже идет список из пяти невероятных теорий, тем не менее дающих нам уверенность в том, что мы населяем всего лишь один мир из многих слоев мультивселенной.



БЕСКОНЕЧНОЕ ЧИСЛО ВСЕЛЕННЫХ

Конечно, никто сегодня не может с уверенностью представить структуру пространства-времени, но, скорее всего, она имеет растянутую на неопределенное расстояние форму. Если понятие пространства-времени — это вечность, тогда в какой-то момент она начинает повторяться, поскольку количество вариантов организации частиц в пространстве-времени ограничено.


сли посмотреть на проблему отдаленно, то можно увидеть «вариации» самого себя, по сути неограниченное количество вариантов собственной индивидуальности. Одни из «близнецов» будут заняты тем же, чем и вы в данную минуту, вторые к примеру, оденутся иначе, а третьи примут иное решение и т.д.

Рекламное видео:

Поскольку поддающаяся наблюдению Вселенная растягивается только на расстояние, которое смог покрыть свет с момента Большого Взрыва (день образования нашей Вселенной), то пространство-время, находящееся вне пределов этого пути, может рассматриваться независимой Вселенной. Таким образом, в колоссальной мешанине мироздания имеется неограниченное множество вселенных.


ПУЗЫРЬКОВЫЕ ВСЕЛЕННЫЕ

Сверх предложенных неопределенного количества вселенных, организованных расширяющейся материей пространства-времени, отдельные объекты могут стать плодом действия так называемой «теории бесконечного вздутия».

Суть теории «вздутия» сводится к быстрому расширению Вселенной после Большого Взрыва, напоминая в результате события воздушный шар. Бесконечное вздутие предложенное космологом университета Тафтс и сообщает: некоторые «карманы» пространства прекращают расширение, в то время как другие области продолжают распространяться, создавая при этом множество изолированных «пузырьковых вселенных».



ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВСЕЛЕННЫЕ

Из теории струн вычленяют еще одно элегантное соображение – идею «мембранных миров» — параллельных вселенных вне пределов нашей досягаемости. Авторами интересной теории, активно используемой во множестве гипотез (вплоть до пришельцев) стали ученые института Теоретической Физики (Онтарио, Канада) университета Принстона.

Принесённая учеными идея исходит из возможности существования большего количества измерений, известных нам как три пространственных и одно временное. Вдобавок к нашим трем «мембранным» пространственным измерениям, могут существовать еще три измерения в космических сферах.


ДОЧЕРНИЕ ВСЕЛЕННЫЕ

Применение теоретических выводов квантовой механики, описывающей крохотный мир субатомных частиц, дает еще один вариант образования многочисленных вселенных. Правда квантовая механика изображает мир при помощи вероятностей, а не определенных результатов.

Модель предложенной теории не настаивает, но говорит, что осуществятся всевозможные варианты некоторой ситуации – в своих собственных независимых вселенных.


К примеру, вы стоите на перекрестке с двумя вариантами выбора – левым и правым. В зависимости от вашего шага существующая вселенная разделится на два варианта, в соответствие с выбранным направлением.


МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ВСЕЛЕННЫЕ

Между теоретиками до сих пор продолжаются дебаты о том, является ли математика замечательным инструментом для понимания и представления о Вселенной. А может математика – фундаментальная реальность, а все наши наблюдения являются попросту несовершенными ощущениями ее истинной математической природы?

Если последнее наблюдение верно, тогда определенная математическая структура, лежащая в основе нашей Вселенной, является не единственным вариантом.

По сути, все возможные математические структуры живут в форме отдельно взятых вселенных. «Математическая структура — понятие, которое можно описать совершенно независимо от человеческих представлений», говорит автор этой головокружительной идеи. «Я действительно верю в то, что данная вселенная может существовать независимо от меня, и она продолжит свое существование даже при отсутствии человечества».

Источник: salik.biz

Хью Эверетт III (Hugh Everett   III) — блестящий математик,   физик-теоретик, занимался   квантовой механикой и не признавал ничьих авторитетов в этой области. В то время, когда мир стоял на   пороге ядерной катастрофы, он ввел   в физику новую концепцию реальности, оказавшую влияние на ход мировой истории. Для любителей научной   фантастики он стал национальным   героем как человек, создавший квантовую теорию параллельных миров.


Теория множественности вселенных

 А для своих детей он был безразличным отцом с вечной сигаретой в руке,   которого они со временем стали воспринимать как некий предмет мебели. Наконец, он был алкоголиком,   рано ушедшим из жизни.   По крайней мере, именно такова   его история в рамках нашей Вселенной. Если теория множественности миров, разработанная Эвереттом в середине 1950-х гг., верна, его   жизнь совершила много превращений в несметном количестве ветвящихся миров.  

Революционные идеи Эверетта   позволили преодолеть теоретический тупик в истолковании понятия   измерения в квантовой механике.   Несмотря на то что эти идеи и сегодня не являются общепризнанными, методы их разработки позволили предсказать понятие квантовой   декогерентности — современного   объяснения того факта, что вероятностный характер квантовой механики реализуется однозначно в конкретном мире нашего опыта.

Работа   Эверетта хорошо известна в физических и философских кругах, но об   истории его открытия и остальной   жизни известно немного. Архивные   исследования русского историка Евгения Шиховцева, мои собственные   изыскания, а также интервью с коллегами и друзьями Эверетта, знавшими его в последние годы жизни,   и беседы с его сыном — рок-музыкантом раскрыли историю блестящего   интеллекта, погубленного собственными страхами. 


 Нелепости 

  Все началось в один из вечером 1954 г.   «После нескольких глотков хереса», —   как вспоминал Эверетт двадцатью годами позже. Он с однокурсником Чарльзом Мизнером (Charles   Misner) и Оге Петерсеном (Aage   Petersen) (помощник Нильса Бора   в то время) обсуждали «нелепости в выводах квантовой механики».   В тот вечер у Эверетта и родилась   основная идея теории множественности миров.   Главной его целью было объяснить,   что именно представляют в реальном мире уравнения квантовой механики. А сделать это он хотел исключительно с помощью математического аппарата квантовой теории,   без использования дополнительных   физических гипотез.

Таким образом,   молодой ученый поставил перед физическим сообществом того времени   задачу пересмотра основополагающих идей о том, что представляет собой физическая реальность.   Преследуя свою цель, Эверетт   смело взялся за хорошо известную   проблему измеримости в квантовой механике, мучившую физиков   с 1920-х гг.

Суть вопроса заключается в противоречии между тем, как   элементарные частицы (например,   электроны и фотоны) взаимодействуют на квантовом, микроскопическом уровне реальности, и поведением данных частиц при измерении их характеристик в обычном   макромире, на классическом уровне.


В квантовом мире элементарная   частица или их ансамбль могут существовать как суперпозиция нескольких возможных состояний.   Например, электрон будет характеризоваться суперпозицией различных положений в пространстве, скоростей и ориентаций спина. Однако каждый раз, когда исследователь   точно измеряет какую-либо из этих   характеристик, он получает точный   результат, соответствующий лишь   одному элементу суперпозиции, а не   сочетанию их всех.

При этом совершенно невозможно наблюдать суперпозиции макроскопических объектов. Проблема измеримости сводится к двум вопросам: как и почему   из множества альтернатив в квантовом мире суперпозиций образуется   однозначный мир нашего опыта?  

Для представления квантовых состояний физики используют математические объекты, называемые волновыми функциями, которые можно рассматривать как перечень всех   возможных конфигураций квантовой системы. Численное значение   волновой функции есть вероятность   того, что в процессе наблюдения система будет находиться в одном из   своих возможных состояний. Волновая функция трактует все элементы   суперпозиции как в равной мере реальные, хотя и не в равной мере вероятные с нашей точки зрения.

   Уравнение Шредингера описывает   изменение волновой функции во времени, а предсказываемая этим уравнением эволюция является гладкой   и детерминированной (т.е. лишенной   случайностей). Но эта изящная математическая модель находится в кажущемся противоречии с тем, что видит   человек, когда наблюдает квантовую   систему.

В момент проведения эксперимента волновая функция, описывающая суперпозицию всех возможных   состояний системы, коллапсирует   в одно конкретное состояние, нарушая тем самым свою гладкую эволюцию и формируя разрыв. Таким образом, данные некоторого единичного   эксперимента полностью исключают   из классической реальности все остальные возможные состояния системы.

Следует отметить, что вся информация о волновой функции электрона, доступная до проведения опыта,   не может дать ответ на вопрос: «Какая именно конфигурация будет наблюдаться в процессе эксперимента?».   С точки зрения математики, подобное   нарушение гладкости волновой функции не следует из свойств уравнения   Шредингера. Для полного описания   системы приходится независимо постулировать наличие коллапса как дополнительного условия, которое может и нарушить исходное уравнение   Шредингера.   Для решения проблемы измеримости многие из основоположников квантовой механики, в первую   очередь Нильс Бор (Nils Bohr), Вернер Гейзенберг (Werner Heisenberg)   и Джон фон Нейман (John von Neumann),   приняли интерпретацию   квантовой механики, известную под   названием копенгагенской.

Эта модель реальности постулирует, что   при измерениях механика квантового мира сводится к классически наблюдаемым явлениям, что позволяет   понять их смысл только в представлениях макромира, но не наоборот. 

  Копенгагенская интерпретация отдает предпочтение внешнему наблюдателю, помещая его в классический   мир, отличный от квантового мира   наблюдаемого объекта. Несмотря на   то что ученые, использующие данную интерпретацию, не могут объяснить природу границы между квантовым и классическим мирами, они   с большим успехом применяют квантовую механику для решения технических задач.

Целые поколения физиков учили, что уравнения квантовой механики действуют только   в одной части реального мира —   в микромире, но теряют силу в другой его части, макроскопической.  

Универсальная волновая   функция

   Подход Эверетта к проблеме измеримости с точки зрения объединения макроскопического и квантового миров резко противоречил копенгагенской интерпретации. Эверетт   сделал наблюдателя неотъемлемой   частью наблюдаемой системы, введя универсальную волновую функцию, связывающую наблюдателя   (точнее, наблюдателя и измерительный прибор) и объекты наблюдения   в единую квантовую систему. Он дал   квантово-механическое описание   макроскопического мира и считал   макрообъекты также находящимися в состоянии квантовой суперпозиции. Отойдя от Бора и Гейзенберга, он сумел обойтись без добавления новых постулатов о коллапсе   волновой функции.  

Теория множественности вселенных

Радикально новая идея Эверетта состояла в том, чтобы задать вопрос: «А что если процесс измерения не прерывает эволюции волновой функции? Что если уравнение   Шредингера применимо всегда и ко   всему — и к объектам наблюдения,   и к наблюдателям? Что если ни один   из элементов суперпозиции никогда   не исчезает из реальности? Как будет выглядеть для нас такой мир?» 

Эверетт увидел, что при таких допущениях волновая функция наблюдателя разветвляется при каждом его взаимодействии с объектом.   Универсальная волновая функция   будет иметь по одной ветви для каждой возможной реализации эксперимента, а у каждой из них будет своя   копия наблюдателя, воспринимающего только один единственный результат измерений. Согласно фундаментальным математическим   свойствам уравнения Шредингера,   однажды сформировавшиеся ветви   больше не влияют друг на друга. Таким образом, каждая из них приходит к своему будущему, отличному от   будущего других ветвей.  

Рассмотрим наблюдателя, изучающего частицу, которая является   суперпозицией двух возможных состояний (например, электрон, находящийся в одном из двух положений —   А или В). Согласно первой ветви, наблюдатель воспринимает электрон   как находящийся в положении А. По   идентичной альтернативной ветви   копия этого наблюдателя воспринимает тот же самый электрон как находящийся в положении В.

Каждая   копия наблюдателя осознает реализацию лишь одной физической   возможности из всего набора, хотя   в полной реальности существуют   все эти альтернативы.   Чтобы объяснить, как мы будем   воспринимать такую реальность,   необходимо рассматривать наблюдателя и объект наблюдения как   единое целое. Однако процесс разветвления волновой функции происходит независимо от присутствия человека. В связи с этим надо   признать, что волновая функция   разветвляется при каждом взаимодействии двух физических систем.

Современное представление   о том, как разделившиеся ветви волновой функции становятся независимыми и представляются классическими реальностями, к которым   мы привыкли, называется теорией квантовой декогерентности. Она   стала признанной частью современной квантовой теории, хотя на сегодняшний день не все соглашаются   с интерпретацией Эверетта, согласно которой все ветви волновой функции представляют фактически существующие реальности.

  Эверетт был не первым физиком,   критиковавшим копенгагенский   постулат о коллапсе волновой функции как неудовлетворительный. Но   он был первопроходцем, выведшим   математически непротиворечивую   теорию универсальной волновой   функции из уравнений квантовой   механики. Важно отметить, что существование множества альтернативных миров напрямую следовало   из его теории, а не постулировалось.   В примечании к своей диссертации   Эверетт написал: «С точки зрения теории все элементы суперпозиции (все   “ветви”) “реальны” и ни одна из них   не более “реальна”, чем остальные».   Исходный вариант его диссертации, содержавший все эти идеи,   был обнаружен пять лет назад в ходе   архивных розысков историком науки   Оливалом Фрейре мл. (Olival Freire,   Jr.), работающим в Федеральном университете в г. Сальвадор (Баия) в Бразилии. Весной 1956 г. научный руководитель Эверетта в Принстонском   университете Джон Арчибальд Уилер   (John Archibald Wheeler) взял диссертацию своего ученика в Копенгаген,   чтобы убедить Королевскую Датскую   академию наук и литературы опубликовать ее. Он написал Эверетту, что   имел «три продолжительные ожесточенные дискуссии» с Бором и Петерсеном. Также Уилер показал работу Эверетта еще нескольким ученым   из Института теоретической физики   им. Нильса Бора, в числе которых был   и Александр Штерн (Alexander Stern).   Расщепления  

В письме к Эверетту Уилер сообщал:   «Ваш изящный формализм в определении волновой функции остается,   без сомнения, незыблемым, но все   мы чувствуем, что главную проблему   составляют слова, которыми должны определяться понятия этого формализма». В частности, Уилера беспокоило использование Эвереттом   слова «расщепление» применительно к людям и пушечным ядрам. В его   письме чувствуется ощущение дискомфорта сторонников копенгагенской интерпретации по отношению   к работе Эверетта. Штерн отверг теорию Эверетта как «теологическую»,   а Уилер не был склонен спорить с   Бором.

В длинном вежливом письме Штерну он объяснял и оправдывал теорию Эверетта как обобщение,   а не опровержение общепринятого   истолкования квантовой механики:   «Полагаю, я имею право сказать, что   этот прекрасный и очень способный   молодой человек постепенно пришел к осознанию, что данный подход к проблеме измерений является   правильным и непротиворечивым,   несмотря на то что некоторые следы   прежнего неоднозначного и сомнительного подхода сохранились. Поэтому во избежание дальнейшего   недопонимания позвольте мне сказать, что диссертация Эверетта не   подвергает сомнению существующий подход к проблеме измерений,   а обобщает его».  

Теория множественности вселенных

Эверетт не мог согласиться с такой трактовкой его мнения о копенгагенской интерпретации. Годом   позже, отвечая на критику со стороны редактора журнала Reviews   of Modern Physics Брайса ДеВитта   (Bryce W. DeWitt), он писал:   «Копенгагенская интерпретация   безнадежно неполна, так как она   априори опирается на классическую физику… Кроме того, со своей   концепцией «реальности» макроскопического мира и отказом в таковой   миру микрокосмоса она чудовищна   в философском отношении».  

Пока Уилер был в Европе, защищая   свою позицию, Эверетт чтобы избежать службы в армии, решил согласиться на исследовательскую работу   в Пентагоне. Он уехал в Вашингтон и   больше никогда не возвращался к теоретической физике.   Однако в течение следующего года   он на расстоянии общался с Уилером, неохотно сократив свою диссертацию вчетверо.

В апреле 1957 г.   диссертационный совет одобрил   последний вариант — без «расщеплений». Тремя месяцами позднее   журнал Reviews of Modern Physics   опубликовал его под заголовком «Об   основаниях квантовой механики».   В том же номере был опубликован   с положительный отзыв Уилера на   работу своего аспиранта.   Будучи опубликованной, работа сразу же была забыта. Уилер постепенно начал отдаляться от всего,   что было связано с теорией Эверетта, но он все еще продолжал общаться с ним и безуспешно побуждал его   продолжать работу в области квантовой механики.

В 2007 г. в интервью Уилер, которому тогда было   95 лет, сказал, что Эверетт «был разочарован и, видимо, очень горько,   отсутствием реакции на его теорию.   Я бы очень хотел продолжить общение с ним. Поставленные им вопросы очень важны».   Стратегии ядерной войны   Принстонский университет присвоил Эверетту докторскую степень через год после начала работы над первым проектом Пентагона: расчетом   возможного коэффициента смертности от радиоактивных осадков   в случае ядерной войны. Очень скоро Эверетт возглавил математический отдел почти неизвестной, но   очень влиятельной Группы оценки систем вооружений (Weapons   Systems Evaluation Group, WSEG) Пентагона.

Эверетт консультировал высших чиновников администраций   Эйзенхауэра и Кеннеди по наилучшим методам выбора целей для водородных бомб и структурирования   ядерной триады — бомбардировщиков, подводных лодок и ракет наземного базирования — для оптимизации удара в ядерной войне.  

В 1960 г. Эверетт участвовал в составлении аналитического отчета   № 50 WSEG, остающегося секретным по сей день. По словам друга   и коллеги Эверетта Джорджа Пью   (George E. Pugh), а также данным историков, этот отчет совершенствовал и продвигал военные стратегии,   которые оставались актуальными   в течение десятилетий, включая   концепцию гарантированного взаимного уничтожения. WSEG снабжала главных организаторов ядерной военной программы настолько   устрашающей информацией о глобальных эффектах радиоактивных   осадков, что многие пришли к убеждению в преимущественном применении ядерных сил в качестве средства сдерживания.

Теория множественности вселенных

Данное решение   было принято вопреки мнению многих влиятельных лиц, продвигавших идеи превентивного нападения   на Советский Союз, Китай и другие   страны социалистического лагеря.   В этот же период разыгрался последний этап борьбы вокруг теории   Эверетта. Весной 1959 г. Бор согласился встретиться с Эвереттом   в Копенгагене. Бор не изменил своей позиции, а Эверетт не вернулся   к исследованиям по квантовой механике. Однако поездка все же принесла плоды: однажды, потягивая пиво   в копенгагенском отеле Osterport,   Эверетт написал на бланке отеля   важное усовершенствование другого   математического приема, обобщенного метода множителей Лагранжа,   получившее название «алгоритм   Эверетта». Он упрощает поиски оптимальных решений сложных логистических задач, начиная от развертывания ядерных вооружений   и своевременной разработки планов   промышленного производства, заканчивая оптимизацией маршрутов для школьных автобусов.   А в 1964 г. Эверетт, Пью и несколько их коллег по WSEG основали частную оборонную компанию Lambda   Corporation. Среди прочего она занималась разработкой математических моделей противоракетных   систем и компьютерных игр, имитирующих ядерные войны. По словам   Пью, военные еще много лет пользовались этими программами. Эверетт с энтузиазмом разрабатывал   приложения теоремы Байеса, математического метода корреляции вероятностей будущих событий с опытом прошлого.

В 1971 г. он построил   прототип байесовской машины —   компьютерной программы, изучающей опыт прошлого и упрощающей   принятие решений, выводя вероятные развития событий почти так же,   как это делает человеческий мозг.   В 1973 г. Эверетт оставил Lambda   Corporation и вместе со своим коллегой Дональдом Рейслером (Donald   Reisler) основал компанию DBS по обработке информации. Несмотря на   то что фирма принимала заказы от   военных ведомств, основная ее специализация заключалась в анализе   социально-экономических эффектов позитивных правительственных   программ.

Рейслер вспоминает, что   когда они впервые встретились, Эверетт застенчиво спросил, читал ли   он его статью 1957 г. «Я на минуту задумался, а потом воскликнул: «Боже   мой, вы — тот самый Эверетт, тот сумасшедший, что написал эту безумную статью! Я прочел ее аспирантом,   похихикал и отбросил». Вскоре они   стали близкими друзьями, но договорились никогда больше не упоминать о множественности миров.   Обед с тремя «Мартини»   Несмотря на все успехи, Эверетт   переживал тогда не самый лучший   период в своей жизни. За ним закрепилась репутация сильно пьющего человека, а друзья говорили, что   это пристрастие со временем усугубилось. По словам Рейслера, его   партнер за обедом выпивал по три   «Мартини», затем спал в офисе, по   непонятным причинам умудряясь   сохранять продуктивность в работе.  

Однако гедонизм Эверетта не выражался в легком, веселом отношении   к жизни. «Он не был приятным человеком, — говорит Рейслер. — Он привносил в изучение вещей холодную жестокую логику. Понятие гражданских   прав не имело для него значения».   Бывший коллега Эверетта по   WSEG Джон Барри (John Y. Barry)   сомневается и в его порядочности.   В середине 1970-х гг. Барри убедил   своих работодателей из компании   J.P. Morgan нанять Эверетта для разработки байесовского метода прогнозирования событий на фондовых   биржах. Высказывалось мнение, что   Эверетт справился с поставленной   задачей, но отказался передать результаты своей работы нанимавшей   его компании. По словам Барри он   был блестящим новатором, но ненадежным человеком.   Эверетт считался эгоистом. «Хью   любил поддерживать некий крайний солипсизм, — говорит бывший   работник компании DBS Илейн Цзян   (Elaine Tsiang). — «Хотя он старался отделить свою теорию множества миров от любых теорий разума   и сознания, мы все, несомненно,   были обязаны своим существованием миру, который он создал сам».  

Теория множественности вселенных

И он не хотел замечать своих детей, Элизабет и Марка.   Пока Эверетт продвигал свою   предпринимательскую карьеру, мир   физики начал внимательно присматриваться к его отвергнутой некогда теории. ДеВитт изменил свое   мнение на противоположное и стал   самым рьяным ее сторонником.   В 1967 г. он опубликовал статью,   в которой ввел уравнение Уилера-Де-Витта — универсальную волновую функцию, удовлетворяющую   квантовой теории гравитации (волновую функцию Вселенной). ДеВитт отметил, что именно Эверетт   продемонстрировал необходимость   такого подхода. Позже, редактируя вместе со своим аспирантом   Нилом Грэмом сборник статей The   Many-Worlds Interpretation of Quantum   Mechanics («Многомировая интерпретация квантовой механики»),   ДеВитт принял решение включить   в него и полный вариант диссертации Эверетта. Словосочетание «множество миров» прочно закрепилось   не только в научном мире, но и среди любителей фантастики.  

Однако не все были согласны   с тем, что от копенгагенской интерпретации нужно отказаться. Физик   Дэвид Мермин (N. David Mermin) из   Корнеллского университета настаивал на том, что в интерпретации   Эверетта волновая функция является частью объективно реального   мира, а он видит в ней лишь математический инструмент. «Волновая функция — это творение человека, — говорит Мермин. — Ее назначение — дать нам возможность   осмысливать результаты наших   макроскопических наблюдений.   Моя точка зрения прямо противоположна многомировой интерпретации. Квантовая механика — это   средство, позволяющее нам делать   наши наблюдения понятными,   а говорить, что мы находимся   внутри квантовой механики и что   квантовая механика должна быть   применима к нашему восприятию, —   нелогично».  

Теория множественности вселенных

Однако многие физики считают,   что теорию Эверетта следует воспринимать всерьез.   «Когда в конце 1970-х гг. я услышал   об интерпретации Эверетта, я подумал, что это бред сумасшедшего, —   говорит физик-теоретик Стивен   Шенкер из Стэнфордского университета. — 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 академическими».   Один из пионеров теории декогерентности Войцех Зюрек (Wojciech   Zurek) Национальной лаборатории   в Лос-Аламосе отмечает: «Достижение Эверетта состоит в утверждении, что квантовая теория должна   быть универсальной, что не должно   быть разделения Вселенной на нечто априори классическое и нечто   априори квантовое.

Он дал нам возможность использовать квантовую   теорию для описания измерений   в целом».   Специалист по теории струн Хуан   Малдасена (Juan Maldacena) из Института передовых исследований   в Принстоне так выражает свою позицию: «Когда я думаю о теории Эверетта с точки зрения квантовой механики, она представляется мне   настолько разумной, что я готов поверить в нее. В повседневной жизни   я в нее не верю». 

  В 1977 г. ДеВитт и Уилер пригласили Эверетта выступить с докладом о своей интерпретации в Техасском университете в Остине. Надо   сказать, что Эверетт терпеть не мог   публичных выступлений, на докладе был в мятом черном костюме и   все время курил. Присутствовал там   и Дэвид Дойч (David Deutsch), основатель теории квантовых вычислений   (толчком к созданию которой и послужила теория Эверетта), работающий в данный момент в Оксфордском   университете. «Он опередил свое время, — говорил Дойч, подводя итог   выступлению Эверетта. — Своей   позицией он демонстрировал непонимание людей, отрицающих объективную реальность: ведь отречение   от первоначальной цели науки —   объяснения природы мира — нанесло огромный вред развитию физики   и философии. Мы безнадежно увязли   в формализме и воспринимали ход   вещей как прогресс, который ничего   не объясняет, а вакуум был заполнен   мистикой, верой и всяким вздором.   Заслуга Эверетта в том, что он противостоял всему этому».   После поездки в Техас Уилер попытался привлечь Эверетта в Институт   теоретической физики в Санта-Барбаре, но в итоге из этого так ничего   и не вышло.   Всеобщность восприятия   Эверетт скончался 19 июля 1982 г.   в своей постели. Ему был всего 51 год.   Безжизненное тело отца обнаружил   девятнадцатилетний Марк и, почувствовав холод мертвого тела, понял,   что никогда раньше не прикасался к своему отцу. «Я не знал, как отнестись к тому, что мой отец умер, —   сказал он мне. — Мы были совершенно чужими друг для друга».   Вскоре Марк, переехав в Лос-Анджелес, стал преуспевающим автором песен и лидером популярной   рок-группы «Угри». Многие из его песен отражают грусть, которую он   испытал в своем детстве, живя с подавленным, пьющим и эмоционально отчужденным человеком. И только спустя годы сын узнал о достижениях своего отца в карьере и науке.  

Первую из многих попыток покончить с собой сестра Марка Элизабет   предприняла в июне 1982 г. Брат   успел вовремя доставить в больницу,   а вернувшись вечером домой, рассказал об этом отцу. Тот лишь «поднял глаза от газеты и сказал: “Я не   знал, что ей так тоскливо”». В 1996 г.   она приняла смертельную дозу   снотворного. В своем предсмертной   записке она написала, что хочет   встретиться с отцом в другом мире.  

В песне 2005 г. Things the   Grandchildren Should Know («Что   должны знать внуки») Марк писал:   «Я никогда по-настоящему не мог   понять, что должно было нравиться   ему, замкнувшемуся в собственном   мире». Его эгоистичный отец должен   был понимать неразрешимость этой   дилеммы. В первоначальном варианте своей диссертации Эверетт написал: «Раз мы признаем, что любая   физическая теория есть лишь модель воспринимаемого нами мира,   мы должны отказаться от надежды   найти нечто похожее на истинную   теорию <…> просто потому, что никогда не сможем достичь всеобщности восприятия».  

Источник: www.modcos.com

Многомировая концепция Вселенной

Впервые теорию о вероятном множестве миров упомянул американский физик Хью Эверетт. Он предложил свою разгадку одной из главных квантовых загадок физики. Перед тем как перейти непосредственно к теории Хью Эверетта, необходимо разобраться, что это за тайна квантовых частиц, которая не дает покоя физикам всего мира уже не один десяток лет.

Представим себе обычный электрон. Оказывается, в качестве квантового объекта он может находиться в двух местах одновременно. Это его свойство называют суперпозицией двух состояний. Но магия на этом не заканчивается. Как только мы захотим как-то конкретизировать местоположение электрона, например, попытаемся его сбить другим электроном, то из квантового он станет обычным. Как такое возможно: электрон был и в пункте А, и в пункте Б и вдруг в определенный момент перепрыгнул в Б?

Хью Эверетт предложил свою интерпретацию этой квантовой загадки. Согласно его многомировой теории, электрон так и продолжает существовать в двух состояниях одновременно. Все дело в самом наблюдателе: теперь он превращается в квантовый объект и разделяется на два состояния. В одном из них он видит электрон в пункте А, в другом – в Б. Существуют две параллельные реальности, и в какой из них окажется наблюдатель – неизвестно. Деление на реальности не ограничено числом два: их ветвление зависит лишь от вариации событий. Однако все эти реальности существуют независимо друг от друга. Мы, как наблюдатели, попадаем в одну, выйти из которой, как и переместиться в параллельную, невозможно.

Стоит сразу отметить, что многомировая концепция не предполагает наличия множества вселенных: она одна, просто многослойная, и каждый объект в ней может находиться в разных состояниях.  Такую концепцию нельзя считать экспериментально подтвержденной теорией. Пока что это всего лишь математическое описание квантовой загадки.

Теорию Хью Эверетта поддерживают физик, профессор австралийского университета Гриффита Говард Уайзман, доктор Майкл Холл из Центра квантовой динамики университета Гриффита и доктор Дирк-Андре Деккерт из Университета Калифорнии. По их мнению, параллельные  миры действительно есть и наделены разными характеристиками. Любые квантовые загадки и закономерности – это последствие «отталкивания» друг от друга миров-соседей. Возникают эти квантовые явления для того, чтобы каждый мир был не похож на другой.

Концепция параллельных вселенных и теория струн

Из школьных уроков мы хорошо помним, что в физике есть две главные теории: общая теория относительности и квантовая теория поля. Первая объясняет физические процессы в макромире, вторая – в микро. Если обе эти теории использовать на одном масштабе, они будут противоречить друг другу. Кажется логичным, что должна существовать некая общая теория, применимая к любым расстояниям и масштабам. В качестве таковой физики выдвинули теорию струн.

Дело в том, что на очень мелких масштабах возникают некие колебания, которые похожи на колебания от обычной струны. Эти струны заряжены энергией. «Струны» – это не струны в прямом смысле. Это абстракция, которая объясняет взаимодействие частиц, физические постоянные величины, их характеристики. В 1970-х годах, когда теория зародилась, ученые считали, что она станет универсальной для описания всего нашего мира. Однако оказалось, что эта теория работает только в 10-мерном пространстве (а мы живем в четырехмерном). Остальные шесть измерений пространства просто сворачиваются. Но, как оказалось, сворачиваются не простым способом.

Как и в случае с многомировой концепцией, теорию струн достаточно трудно доказать экспериментально. Кроме того, математический аппарат теории настолько труден, что для каждой новой идеи математическое объяснение нужно искать буквально с нуля.

Гипотеза математической вселенной

Космолог, профессор Массачусетского технологического института Макс Тегмарк в 1998 году выдвинул свою «теорию всего» и назвал ее гипотезой математической вселенной. Он по-своему решил проблему существования большого количества физических законов. По его мнению, каждому набору этих законов, которые непротиворечивы с точки зрения математики, соответствует независимая вселенная. Универсальность теории в том, что с ее помощью можно объяснить все разнообразие физических законов и значения физических постоянных.

Тегмарк предложил все миры по его концепции разделить на четыре группы. К первой относятся миры, находящиеся за пределами нашего космического горизонта, так называемые внеметагалактические объекты. Во вторую группу входят миры с другими физическими константами, отличными от постоянных нашей Вселенной. В третью – миры, которые появляются в результате интерпретации законов квантовой механики. Четвертая группа – это некая совокупность всех вселенных, в которых проявляются те или иные математические структуры.

Как отмечает исследователь, наша Вселенная не единственная, так как пространство безгранично. Наш мир, где мы живем, ограничен пространством, свет из которого дошел до нас за 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва. Узнать о других вселенных достоверно мы сможем еще минимум через миллиард лет, пока свет от них достигнет нас.

Стивен Хокинг: черные дыры – путь в другую вселенную

Стивен Хокинг также является сторонником теории множества вселенных. Один из самых известных ученых современности в 1988 году впервые представил свое эссе «Черные дыры и молодые вселенные». Исследователь предполагает, что черные дыры – это дорога к  альтернативным мирам.

Благодаря Стивену Хокингу мы знаем, что черным дырам свойственно утрачивать энергию и испаряться, выпуская при этом излучение Хокинга, получившее имя самого исследователя. До того, как великий ученый сделал это открытие, научное сообщество полагало, что все, что каким-либо образом попадает в черную дыру, исчезает. Теория Хокинга опровергает это предположение. По мнению физика, гипотетически любая вещь, предмет, объект, попавший в черную дыру, вылетает из нее и попадает в иную вселенную. Однако такое путешествие является движением в один конец: обратно вернуться никак нельзя.

­­­– пишет исследователь.

Параллельные вселенные и бритва Оккама

Как мы видим, с полной уверенностью доказать теорию множественных вселенных пока остается невозможным. Противники теории считают, что мы не имеем права говорить о бесконечном множестве вселенных хотя бы потому, что не можем объяснить постулаты квантовой механики. Такой подход идет вразрез с философским принципом Уильяма Оккама: «Не следует множить сущее без необходимости». Сторонники же теории заявляют: гораздо проще предположить существование множества вселенных, чем наличие одной идеальной.

Чья аргументация (сторонников или противников теории мультивселенной) убедительнее – решать вам. Кто знает, может, именно вам удастся отгадать квантовую загадку физики и предложить новую универсальную «теорию всего».

А если вас волнует устройство нашей Вселенной и привлекают тайны физики, советуем почитать нашу статью про гипотезу компьютерной симуляции.

Источник: sciencepop.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.