Теория всего[Происхождение и судьба Вселенной] - Стивен Хокинг

Помимо вопроса о числе измерений пространства-времени в теории струн существует и несколько других проблем, не решив которых ее нельзя признать окончательной объединенной теорией физики. Мы все еще не знаем, сокращаются ли все бесконечности и как в точности соотнести волны, расходящиеся по струнам, с конкретными типами наблюдаемых частиц. Тем не менее похоже на то, что эти вопросы будут разрешены в ближайшие годы и к концу века[2] мы узнаем, действительно ли теория струн представляет собой объединенную теорию физики, способную выдержать испытание временем.

Можно ли вообще создать объединенную теорию всего? Не гоняемся ли мы за миражом? Похоже, существуют три возможности.

1. Создание полной объединенной теории возможно, и когда-нибудь мы ее создадим, если хватит ума.

2. Нельзя создать окончательную теорию Вселенной — только бесконечную последовательность теорий, описывающих Вселенную все более и более точно.

3. Нельзя создать какую-либо теорию Вселенной. События могут быть предсказаны лишь до известного предела, они происходят случайным, произвольным образом.

Некоторые выскажутся в пользу третьей возможности, основываясь на том, что существование полного набора физических законов ограничило бы свободу Бога изменять Его замысел и вмешиваться в ход мироздания. Это отчасти напоминает старый парадокс: под силу ли Богу создать такой тяжелый камень, что у Него не хватит сил этот камень поднять? Но идея о том, что Бог способен переменить свой замысел, есть пример заблуждения, на которое указывал Блаженный Августин: Бог мыслится как нечто существующее во времени. Время — это лишь свойство созданной Богом Вселенной. Наверное, Он отдавал Себе отчет в Своих намерениях при сотворении мира.

С появлением квантовой механики мы пришли к осознанию того, что события нельзя предсказать с абсолютной точностью, поскольку всегда будет оставаться элемент неопределенности. При желании эту неопределенность можно приписать вмешательству Бога. Но это было бы очень странное вмешательство. Нет никаких свидетельств того, что оно преследует некую цель. Иначе оно не было бы случайным. Сегодня мы отклонили третью возможность, заново определив цель науки. Наша цель — сформулировать набор законов природы, позволяющих предсказывать события в пределах, допускаемых принципом неопределенности.

Вторая возможность, предполагающая выработку бесконечной последовательности все более и более точных теорий, пока согласуется с нашим опытом. Во многих случаях, повысив точность измерений и разработав новые методы исследования, мы обнаруживали новые явления, не предусмотренные существующими теориями. Для объяснения таких

явлений нам приходилось создавать более совершенные теории. Поэтому не следует удивляться, если наши современные великие объединенные теории будут опрокинуты испытаниями на более крупных и более мощных ускорителях частиц. Конечно, если бы мы не ожидали ниспровержения теорий, не стоило бы тратить массу денег на создание новых, более мощных устройств.

Похоже, впрочем, что гравитация способна положить предел череде упрятанных друг в друга «коробочек». Если бы существовала частица с энергией, превышающей так называемую энергию Планка (1019 ГэВ), концентрация ее массы была бы столь высока, что частица отсекла бы себя от остальной Вселенной и образовала небольшую черную дыру. Таким образом, создание все более и более совершенных теорий, кажется, получает предел при переходе к очень высоким энергиям. Должна существовать некая окончательная теория Вселенной. Разумеется, энергия Планка очень далека от энергий порядка одного гигаэлектронвольта, предельных для наших нынешних лабораторий. Чтобы перекинуть мост через эту пропасть, потребовался бы ускоритель, размерами превосходящий Солнечную систему. Вряд ли его создание финансировали бы при нынешнем экономическом положении.

Однако на самых ранних стадиях развития Вселенной такие энергии могли существовать. Думаю, есть неплохие шансы на то, что изучение ранней Вселенной и необходимость в математической согласованности приведут нас в конце столетия к созданию полной объединенной теории — если мы, конечно, доживем до тех пор[3].

А что означало бы создание окончательной теории Вселенной? Оно завершило бы долгую и славную главу в истории нашей борьбы за постижение мира. При этом совершился бы и переворот в обыденных представлениях о законах, управляющих Вселенной. Во времена Ньютона образованный человек был в состоянии овладеть всеми знаниями человечества, по крайней мере в основных чертах. Но с тех пор темпы развития науки сделали такое невозможным. Теории всегда изменялись, чтобы соответствовать новым наблюдениям. Их невозможно было подстроить или упростить таким образом, чтобы они были понятны обычному человеку. Для понимания их надо быть специалистом, да и тогда можно надеяться на овладение лишь малой частью научных теорий.

Более того, скорость прогресса столь велика, что знания, полученные в школе и университете, всегда оказываются слегка устаревшими. Лишь немногие люди могут оставаться на переднем крае науки, который быстро раздвигается. Причем они должны посвятить этому все свое время и специализироваться в узкой области. Все прочие едва ли имеют представление о достижениях современной науки или о том волнении, которое возбуждается этими достижениями.

Семьдесят лет назад, если верить Эддингтону, всего два человека в мире понимали общую теорию относительности. Сегодня ее понимают десятки тысяч выпускников университетов, и многие миллионы людей хотя бы знакомы с этой идеей. Если окончательная объединенная теория будет создана, приведение ее к виду, доступному для понимания многих, сокращенному и упрощенному, станет лишь вопросом времени. После этого ее можно будет преподавать в школах (по крайней мере, в общем виде). И все мы получим представление о том, какие законы правят Вселенной и ответственны за наше существование.

Эйнштейн как-то задал вопрос: «Широк ли был выбор у Бога при создании Вселенной?» Если справедливо предположение об отсутствии границы, то у Бога не было никакой свободы выбора начальных условий. Разумеется, Он все же был волен выбирать законы, которым подчиняется Вселенная. Только этим, однако, выбор мог и не ограничиваться. Возможно, существует лишь одна или небольшое число полных объединенных теорий, которые внутренне непротиворечивы и допускают существование разумной жизни.

Мы можем задаваться вопросом о природе Бога, даже если существует всего одна объединенная теория, представляющая собой просто набор правил и уравнений. Что вдохнуло пламя жизни в уравнения и создало Вселенную, которую они описывают? Обычный научный подход — построение математической модели — не дает ответа на вопрос о том, почему должна существовать моделируемая Вселенная. Почему Вселенная должна нести бремя существования? Неужели объединенная теория так необорима, что вызывает к жизни самое себя? Или все-таки нужен Творец, а если так — имеет ли Он влияние на Вселенную или всего лишь несет ответственность за ее сотворение? И кто создал Создателя?

До настоящего времени большинство ученых были слишком заняты развитием новых теорий, описывающих, какова Вселенная, чтобы задаться вопросом, почему она такова. С другой стороны, люди, обязанные по роду занятий задавать вопрос «почему» (то есть философы), не поспевали за прогрессом научных теорий. В XVIII в. философы считали областью своей деятельности все человеческое знание (включая научное). Они обсуждали такие проблемы, как имела ли Вселенная начало. Однако в XIX-XX вв. наука стала изъясняться на языке техники и математики, непонятном для философов, за небольшим исключением. И они настолько сократили область своих исследований, что самый знаменитый философ XX в., Людвиг Витгенштейн, заявил: «Единственная

задача, оставшаяся для философии, — это анализ языка». Какой упадок великой философской традиции, продолжавшейся от Аристотеля до Канта!

Однако если мы создадим полную теорию, она со временем, в самых своих основах, станет понятной всем, а не только немногим специалистам. Тогда мы все сможем принять участие в дискуссии о том, почему существует Вселенная. Если мы найдем ответ, это будет абсолютным триумфом человеческого разума. И, возможно, мы поймем замысел Бога.

Диски необитаемого острова. Интервью

Из книги Стивена Хокинга «ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ И МОЛОДЫЕ ВСЕЛЕННЫЕ»

Би-би-си начала транслировать передачу «Диски необитаемого острова» в 1942 г., и эта программа установила на радио рекорд долговечности. К настоящему времени она стала чем-то вроде национального достояния. За все эти годы программа приняла огромное количество гостей. В ней брали интервью у писателей, артистов, музыкантов, киноактеров и кинорежиссеров, деятелей спорта, комиков, поваров, садовников, учителей, танцоров, политиков, членов королевской семьи, мультипликаторов — и ученых. Гостей просили выбрать восемь аудиозаписей, которые они взяли бы с собой, если бы им пришлось остаться в одиночестве на необитаемом острове. Их также просили назвать предмет роскоши и книгу (предполагалось, что Библия, Тора и Коран на острове уже есть, так же как и сочинения Шекспира). Считалось само собой разумеющимся, что на острове найдутся и средства воспроизведения, когда-то — граммофон и множество игл к нему, сегодня — заряжающийся от солнечного света CD-плеер.