Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по ключевым словам   в глоссарии   по сайтам   перевод   по каталогу
 

с сайта http://www.ironfixerstudios.com/birth.htm
 
 
 
 
 
 

Внутри Матрицы

Мартин Рис

(Martin Rees "In The Marix")

Перевод Карпова С.

Все эти идеи про Мультимир ведут к замечательному синтезу космологии и физики... Но, помимо этого, из них может следовать не вполне обычное заключение о том, что мы можем и не быть самой глубокой реальностью, а всего лишь ее симуляцией. Возможность того, что мы является порождениями некоторой высшей или сверхъестественной силы, стирает грань между физикой и идеалистической философией, между естественным и сверхъестественным, между связью разума и Мультимира и возможностью того, что мы на самом деле находимся внутри Матрицы.

Сейчас настало по-настоящему хорошее время для космологов, потому что за последние несколько лет прояснились некоторые из вопросов, волновавших нас на протяжении десятилетий. К примеру, теперь мы знаем, из каких составных частей сделана вселенная - это 4 процента атомов, примерно 25 - темной материи и 71 процент загадочной темной энергии, скрытой в пустом пространстве, и это отвечает на вопрос, который я задавал себе на протяжении 35 лет занятий космологией.

Кроме того, мы знаем «форму» пространства. Вселенная является «плоской» в том смысле, что сумма углов насколько угодно большого треугольника будет равна 180 градусов. Мы не могли с уверенностью утверждать это еще два года назад, а это значит, что пройден еще один этап развития космологии.

Но, как и в любой другой науке, увеличение знания приводит к появлению новых вопросов. И теперь перед нами стоят две достаточно различных группы вопросов. Одна из них связана в первую очередь с тем, что мы видим вокруг - мы пытаемся понять, как именно за прошедшие с момента Большого Взрыва 14 миллиардов лет вселенная эволюционировала до того безмерно сложного состояния, которое окружает нас теперь, состояния, в котором есть звезды и галактики, вокруг некоторых звезд есть планеты, а по крайней мере на одной из них идут биологические процессы, «собирающие» из отдельных атомов нас с вами. Это бесконечный процесс поиска ответов, как именно из простоты возникает сложность, процесс, требующий все более комплексного компьютерного моделирования и все больших данных со все более чувствительных телескопов.

Другая группа вопросов включает в себя следующие:

Это - именно те вопросы, ответы на которые открывают совершенно удивительные горизонты. Согласно традиционным представлениям, законы природы достаточно уникальны; они определены заранее и существуют в некотором платоновском смысле независимо от вселенной, которая каким-то образом рождается и в дальнейшем следует этим законам.

Меня долгое время волновал вопрос, почему законы природы устроены так, что допускают образование сложных структур. Это действительно загадка, потому что легко представить себе законы природы, не слишком сильно отличающиеся от наших, но из которых будет следовать достаточно скучная вселенная - законы вселенной, в которой есть темная материя, но нет атомов, или вселенной, где есть атомы водорода, но нет более сложных, и, следовательно, нет химии, или вселенной, в которой нет гравитации, или наоборот, гравитация настолько сильна, что разрушает все, или вселенной, коллапсирующей настолько быстро, что не остается времени для эволюции.

Мне всегда казалось загадочным, почему вселенная настолько «пригодна для жизни» - почему законы природы допускают такой уровень сложности. Можно провести аналогию с математикой - посмотрите на множество Мандельброта; оно описывается очень простой формулой, простым рецептом, который легко записать и который описывает эту поразительно сложную многоуровневую структуру. В то же время можно записать достаточно похожие рецепты, схожие алгоритмы, которые будут описывать очень скучные структуры. Что мне всегда казалось загадочным, так это то, почему правила, или код, описывающие наш мир, имеют настолько разнообразные следствия, точно так же, как и множество Мандельброта, вместо того, чтобы описывать что-либо гораздо более скучное, где было бы невозможно наше существование.

В течение примерно 20 лет я подозревал, что ответ на этот вопрос, возможно, в том, что наша вселенная не единственна, и, следовательно, ее законы не. уникальны, было множество Больших Взрывов, вселенные расширялись по-разному, следуя различным законам, а мы просто находимся в такой, в которой законы «правильны». Это похоже на то, каким образом менялось наше представление о планетах и планетных системах.

Люди могли бы задаться вопросом, почему Земля находится на достаточно специфичной орбите вокруг достаточно специфичной звезды, которая приводит к возможности существования воды и эволюции жизни. Это было бы очень похоже на тонкую подстройку параметров, если бы мы не знали о существовании миллионов звезд, окруженных планетами - среди такого большого их числа обязательно найдется такая, на которой будет возможна жизнь. Мы просто живем на одной из планет этого очень небольшого подмножества. Потому в такой тонкой подстройке параметров нет ничего загадочного.

Поэтому очень привлекательна идея, что наш Большой Взрыв был просто одним из многих - точно так же, как нашей Земле повезло иметь подходящие условия для жизни среди всех остальных планет, так и наша вселенная и наш Большой Взрыв просто те из их множества, которым повезло иметь подходящие для жизни условия и в которых возможно существование сложных структур. В начале это было лишь предположением, вызванным желанием объяснить наблюдаемую тонкую подстройку нашей вселенной, и, возможно, путем отвергнуть так называемый аргумент «божественного замысла», утверждающий, что именно эти законы выбраны не просто так.

Однако за последние несколько лет, а точнее - за последний год основания этой так называемой идеи Мультимира заметно укрепились, и, более того, эта идея приобрела гораздо большее влияние, чем мы могли предполагать несколько лет назад. Укрепление базиса идеи связано с тем, что недавние результаты в наилучшей на сегодняшний момент теории - теории суперструн - наводят на мысль, что что на самом деле вселенных, и, соответственно, законов природы должно быть много.

Вначале предполагалось, что должно быть лишь одно уникальное решение, лишь одна возможная трехмерная вселенная с одним возможным вакуумным состоянием и набором законов. Однако теперь, по мнению специалистов, кажется, что всех этих вещей может быть много. Так, Ленни Сасскинд (Lenny Susskind) утверждает, что число возможных типов вселенных может быть больше, чем атомов в нашем мире. Система вселенных может быть даже более сложной, чем биосфера нашей планеты. Это в самом деле сногсшибательная концепция, особенно если вспомнить, что каждая этих вселенных может быть бесконечной.

На первый взгляд может показаться странной идея бесконечного числа вещей, каждая из которых сама по себе бесконечно велика, однако достаточно вспомнить восходящую еще к Кантору (XIX век) математическую теорию трансфинитных чисел, которая оперирует достаточно похожими понятиями. Более того, эта иерархия бесконечностей может продолжаться и далее - вдобавок к бесконечности вселенной и числа возможных законов природы, можно рассмотреть и так называемую многомировую интерпретацию квантовой механики.

Каждая «классическая» вселенная при этом заменяется бесконечным числом накладывающихся вселенных, таких, что в акте квантового выбора мировая линия расщепляется в этих добавочных вселенных. Это чрезвычайно запутанная конструкция является следствием все еще умозрительных, но становящихся все более обоснованными идей. Рассмотрение всего этого с помощью новой математики и новой космологии будет одним из наиболее волнующих рубежей физики 21-го столетия.

То, что бы обычно называем «нашей вселенной» - лишь малая часть чего-то бесконечного, потому может существовать множество наших копий (в нашем пространственно-временном домене, хотя и далеко за пределами горизонта, доступного для наших наблюдений), но даже эта бесконечная вселенная - всего лишь один элемент бесконечного ансамбля различных вселенных. Примерно такую картину рисуют космология и некоторые варианты струнной теории. То, что мы обычно называем законами природы - не универсальные законы, они таковы только вблизи нашей мировой линии, не более, в то время как во всем остальном ансамбле работают совершенно другие законы.

Не так давно мне пришла в голову одна вещь, которая привела меня в замешательство. Как только мы принимаем все эти идеи, возникает очень много вопросов о природе физической реальности. Это связано с тем, что даже в нашей вселенной, а также, очевидно, в некоторых других, жизнь может иметь потенциал для развития далеко за пределы достигнутого нами на настоящий момент уровня. Возможно, мы - еще не самая высшая ступень эволюции на Земле; Земля будет существовать еще столько же времени, сколько потребовалось для развития от одноклеточных организмов до нас с вами, и потому жизнь на постчеловеческой стадии может распространиться далеко за пределы Земли. А в других вселенных потенциал для развития жизни и сложности может быть еще большим.

В наше время жизнь и сложность означают способность обрабатывать информацию; наиболее сложной из возможных систем вполне может быть не органическая жизнь, а что-нибудь вроде гиперкомпьютера. Но как только мы допустим, что в нашей, или других вселенных может появиться структура огромной сложности, намного сложнее человеческого мозга и компьютеров, которые мы можем себе представить, быть может, даже на пределе, который обсуждал для компьютеров Сет Ллойд (Seth Lloyd) - то сразу приходим к очень необычному заключению. Такой супер или даже гиперкомпьютер мог бы моделировать не просто малую часть реальности, а значительную долю всей вселенной.

А затем, естественно, возникает вопрос: если число этих симуляций значительно превосходит число собственно вселенных, не можем ли мы оказаться в одной из них? Можем ли мы сами не быть частью того, что мы называем физической реальностью? Можем ли мы оказаться лишь идеями некого высшего разума, создавшего эту симуляцию? Действительно, если симуляций больше, чем вселенных (а это так, если каждая вселенная содержит множество занимающихся моделированием компьютеров), то мы с большей вероятностью оказываемся именно «искусственной жизнью» в этом понимании. Эта концепция открывает новую возможность «виртуальных путешествий во времени» - достаточно развитые существа могут заново прокручивать свое прошлое. Это не петля времени в традиционном смысле, а воссоздание, реконструкция прошлого, позволяющая достаточно развитым существам изучать собственное прошлое.

Все эти идеи, связанные с Мультимиром, ведут к замечательному синтезу космологии и физики, подтверждая идеи, которые бродили в умах некоторых из нас десять или даже двадцать лет назад. Но, кроме того, они также приводят к не вполне обычному заключению, что мы можем и не быть наиболее глубоким слоем реальности, а оказаться всего лишь ее симуляцией. Возможность того, что мы является порождениями некоторой высшей или сверхъестественной силы, стирает грань между физикой и идеалистической философией, между естественным и сверхъестественным, между связью разума и Мультимира и возможностью того, что мы на самом деле находимся внутри Матрицы. Как только мы принимаем идею Мультимира, а также соглашаемся с тем, что некоторые вселенные потенциально могут порождать предельно сложные структуры, откуда следует, что в некоторых из них вполне могут заняться моделированием некоторых областей этой вселенной, мы приходим к замкнутому кругу - мы уже не можем сказать, где кончается реальность и начинаются порождения чьего-то разума, мы уже не можем с точностью указать наше место в полном ансамбле реальных и смоделированных вселенных.


Рассмотрение такого Мультимира меняет наш взгляд на самих себя и на наше место в мире. Традиционная религия слишком зашорена и не отражает всех сложностей разума и мира; все, что она дает - неполную и метафорическую картину этой очень сложной реальности. Принципиальная разница между разумом и материей - это то, что мы совершенно еще не понимаем; некоторые разумы вполне могут развиться до уровня, когда смогут создавать других носителей разума, что совершенно сотрет разницу между естественным и сверхъестественным.

Мои взаимоотношения с религией имеют две стороны. Первая - то, что я практикую религию; я участвую в обрядах и высоко ценю их. Однако, я скептически отношусь к ценности возможного диалога. Религия и наука не противоречат друг другу (не считая, конечно, наивного креационизма и так далее), просто я, в отличие от многих членов Фонда Темплтона, не считаю, что истины теологии могут помочь мне в моей научной работе. Мне очень нравится беседовать с философами (а также с некоторым теологами) об их работе, но я не верю, что они способны помочь моим исследованиям. Именно поэтому я приверженец мирного сосуществования, а не диалога науки и теологии.


Я сильно озабочен угрозами и возможностями, которые обещает наука 21-го века, и тем, как на них можно реагировать. Наука несет с собой определенную опасность, от которой не так просто защититься и с которой мы должны смириться как с обратной стороной научного прогресса и его огромного и всеобъемлющего влияния на общество. Мне кажется, что существует пятидесятипроцентная вероятность того, что цивилизация столкнется с очень серьезными трудностями до конца века. Вы можете сказать, что это слишком пессимистично, но я так не считаю - даже если рассмотреть лишь возможность ядерной войны, это будет вполне обоснованной оценкой.

В эру холодной войны мы избегли взаимного уничтожения, но во время случившегося 40 лет назад карибского кризиса, как видно из мемуаров, судьбы мира действительно висели на волоске, и избежать катастрофы помогли лишь ответственность и здравый смысл Кеннеди и Хрущева и их советников. То же относится и паре других критических ситуаций той эпохи. Все это могло действительно закончиться катастрофой. Ядерные арсеналы сверхдержав эквивалентны мощной авиабомбе на каждого жителя США и Европы. Если бы они были пущены в ход, все было бы полностью уничтожено.

Угроза значительно снизилась с концом холодной войны, но, говоря о грядущем столетии, мы не можем считать, что современный расклад политических сил будет сохраняться достаточно долго. В прошлом веке возник и распался Советский Союз, было две мировых войны. В течение следующих ста лет, так как изобретение ядерного оружия нельзя отменить, с большой вероятностью случится что-то настолько же страшное, как холодная война, возможно, даже с большим числом участников, и потому это что-то будет еще менее устойчиво. Если даже мы будем иметь в виду только ядерную угрозу, с вероятностью до 50 процентов перед цивилизацией встанет катастрофическая преграда.

Помимо этого, теперь появились и иные угрозы. Не только технические изменения в этом столетии будут более быстрыми, чем ранее, это затронет и другие сферы. До сих пор одним из неизменных свойств на протяжении всей человеческой истории оставались человеческая природа и его физические данные; люди сами по себе не менялись, менялись лишь наше окружение и технологии. В этом столетии, похоже, человек изменится за счет генной инженерии, развития лекарственных средств, возможно, даже за счет вживления чего-нибудь в мозг для увеличения его способностей. Многое из того, что теперь кажется научной фантастикой, через сто лет может стать научным фактом. Фундаментальные изменения вроде этих, а также стремительное развитие биотехнологии, возможно - нанотехнологии, возможно - искусственного интеллекта, открывают захватывающие перспективы, но также и множество вариантов разрушения общества или даже всеобщего уничтожения.

Мы должны быть очень осторожными, если хотим пережить это быстрое развитие без серьезных проблем. В самое ближайшее время наибольшую угрозу будет представлять развитие биотехнологии и генной инженерии. Прошлогодний официальный доклад Национальной Академии Наук США отмечает, что достаточно большое число людей могут получить возможность модифицировать вирусы так, что существующие вакцины будут неэффективны против них, что может привести к эпидемиям.

Пугает то, что для этого вовсе необязательна огромная террористическая или преступная организация, достаточно лишь одного человека с недобрым складом ума. Такие люди могли бы модифицировать вирусы точно так же, как хакеры изменяют компьютерные программы. Если начнется эпидемия, она, возможно, и останется в рамках одной страны типа США, однако, как показывает случай атипичной пневмонии, она может и очень быстро распространяться по миру; эпидемии наиболее опасны для огромных мегаполисов третьего мира - они могут вызвать их полное вымирание. Я заключил пари, что через 20 лет единственная биологическая атака (или даже непреднамеренная ошибка) способна будет привести к миллионным жертвам. Это - достаточно обоснованное опасение, для этого единственному злодею достаточно выпустить вирус в странах третьего мира; удручающий результат развития технологий, которые, как мы знаем, скоро станут реальностью. И эту сферу очень сложно контролировать - требуемое для этих работ оборудование невелико. Кроме того, подобные технологии имеют множество мирных применений, и их развитие нельзя остановить без полной остановки разработки, к примеру, новых лекарств.

Легко можно себе представить, чем кончится даже один подобный случай в США. Если хотя бы одна подобная эпидемия, пусть даже не особенно смертоносная, случится, и будет показано, что она была вызвана нарочно или случайно выпущенным модифицированным вирусом, все общество осознает, что это может и повториться, в любое время и в любом месте, и что единственный метод предотвратить это - поставить под очень жесткий контроль всех, обладающих достаточными знаниями в этой области. Это может привести к серьезному ограничению базовых свобод и мощным антинаучным выступлениям. Это - опасность самого ближайшего будущего, о которой я более всего беспокоюсь.

Из того, что я космолог, не следует, что я беспокоюсь меньше любого другого о том, что может произойти завтра, или через неделю, или через месяц. Однако это позволяет взглянуть на происходящее с немного иной точки зрения, так как космологи имеют дело с очень отдаленным будущим. Большая часть образованных людей сейчас согласны, что человек является результатом миллиардов лет эволюции. Почти четыре миллиарда лет дарвиновского отбора отделяют нас от самых первых микроорганизмов. Однако очень многие, быть может и не осознавая того, считают, что человек - это венец эволюции.

Однако любой изучавший астрономию знает, что наше Солнце не прожило еще и половины своей жизни, а вся вселенная может иметь бесконечное будущее. Потому для эволюции есть еще как минимум столько же времени, сколько уже прошло; постчеловеческая фаза эволюции может быть настолько же длинной, как и та, что привела от простейших одноклеточных до человека, а для того, чтобы представить себе возможные ее варианты, достаточно почитать научную фантастику - варианты, при которых жизнь может как продолжать эволюционировать на земле в более совершенных формах, так и распространиться далеко за пределы земли и даже заселить всю галактику, если для этого хватит времени. А времени хватит.

Как космолог я уверен, что у нас большие долговременные перспективы, от которых нас отделяют лишь стоящие сейчас перед нами проблемы. И эти перспективы обязывают нас хранить наш голубой земной шарик, так как он может быть очень важен и для жизни за его пределами.


Я занимаюсь космологией в течение вот уже 35 лет, и всегда поддерживало мой дух то, что темп открытий в этой области нисколько не уменьшается. 1960-е годы казались замечательным временем. Именно тогда появились первые свидетельства Большого Взрыва, были открыты первые квазары на больших красных смещениях, первые кандидаты в черные дыры, нейтронные звезды, и так далее. Очень полезно было быть молодым космологом - когда все новое, старый опыт уже не помогает, и все начинают с нуля.

Но то, что произошло за последние три или четыре года - настолько же замечательно, как и все, что я могу припомнить. В космологии мы видим не только множество новых идей о том, как рождалась вселенная, как образовывались в ней сложные структуры, как влияли возможные добавочные измерения, и так далее, но и новые факты, которые существенно уточняют базовые характеристики вселенной. Мы знаем, что живем в плоской вселенной, в которой атомы, из которых сделаны мы сами, звезды, планеты и галактики, составляют всего 4 процента массы и энергии. Около 25 процентов составляет загадочная темная материя, которая помогает галактикам оставаться гравитационно связанными. А оставшийся 71 процент еще более загадочен - это некоторый вид темной энергии, связанный с самим пустым пространством. Объяснение темной материи - задача для физиков - возможно, это какой-то сорт частиц, выживших со времен Большого Взрыва.

Задача объяснения темной энергии еще более сложно - ученые, занимающиеся теорией суперструн, считают ее самым большим вызовом их теории, потому что она утверждает, что пустое пространство, в котором мы живем, наш вакуум, не есть просто что-то неопределенное; он имеет определенную энергию и определенное давление, влияющие на общую динамику вселенной и вызывающие ее ускоренное расширение.

Другим важным достижением стало понимание того, как во вселенной формируется структура. Рассмотрим, как эволюционирует вселенная. Она рождается как очень горячий огненный шар, который остывает в процессе расширения; излучение ослабляется и его длины волн уменьшаются. Спустя примерно полмиллиона лет во вселенной наступают так называемые «темные времена» (dark ages), потому что большая часть излучения смещается с инфракрасный диапазон, и в самом деле становится темно. Эти темные времена продолжаются вплоть до появления первых звезд, которые вновь освещают вселенную.

В течение очень долгого времен мне было интересно, когда именно это происходит. Недавние результаты наблюдений на больших наземных телескопах, на спутнике WMAP, а также компьютерного моделирования формирования структур дают ключ к разгадке. Мы пытаемся объединить теорию и данные наблюдений, чтобы понять процесс формирования галактик - как образуются первые звезды на масштабах много меньших галактических, как они затем объединяются в галактики, и как простые атомы водорода и гелия постепенно перегорают в звездах первого поколения в углерод, кислород, кремний и железо - строительные кирпичики планет и жизни.

Мы должны понять, сколько времени потребовалось для формирования первых планет, для появления возможности образования жизни и для образования первых больших галактик из этих исходных маломасштабных структур. Новые подсказки ожидаются от наблюдений на наиболее мощных наземных телескопах, крупнейшим из которых является европейский VLT (Very Large Telescope, Очень Большой Телескоп), который на самом деле состоит из четырех восьмиметровых телескопов, которые могут использоваться совместно.

Эти большие зеркала позволяют видеть очень слабые и далекие объекты. Чем дальше мы смот