В новом выпуске шоу StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон и физик-теоретик Шон Кэрролл обсуждают фундаментальные вопросы бытия, находящиеся на стыке науки и философии. Разговор охватывает широкий спектр тем: от многомировой интерпретации квантовой механики и природы времени до аргументов в пользу существования Бога и механизмов того, как наш мозг конструирует реальность с задержкой в несколько десятков миллисекунд.
🏛️ От физики к натуральной философии 2:14
Шон Кэрролл занимает должность профессора натуральной философии в Университете Джонса Хопкинса. Как отмечает ученый, термин «натуральная философия» был общепринятым во времена Ньютона и Галилея для обозначения того, что сегодня мы называем физикой . По мнению Кэрролла, современное академическое разделение на факультеты приводит к тому, что важные вопросы, находящиеся на стыке дисциплин, часто игнорируются .
Ключевые идеи подхода Шона Кэрролла:
- Преодоление специализации: Физики часто избегают глубоких вопросов, предпочитая подход «заткнись и считай» (shut up and calculate), в то время как Кэрролл стремится понять саму суть реальности .
- Фундаментальные вопросы: К категории тем, требующих философского осмысления в рамках физики, Кэрролл относит природу бесконечности, роль наблюдателя, возникновение (эмерджентность) новых свойств материи и причины отличия прошлого от будущего .
- Изучение природы: В отличие от философии науки, которая изучает сам процесс научного познания, натуральная философия Кэрролла направлена на изучение самой природы и реальности в ее основах .
Нил Деграсс Тайсон подчеркивает, что квантовая механика, несмотря на колоссальный успех в предсказаниях, противоречит здравому смыслу. Шон Кэрролл соглашается и утверждает, что его цель — не просто получать правильные цифры, но и понимать, что на самом деле происходит в квантовом мире .
🌌 Квантовая запутанность и параллельные миры 5:59
Обсуждая квантовую запутанность, Нил Деграсс Тайсон описывает ее как состояние, в котором частицы «знают» о свойствах друг друга мгновенно, независимо от расстояния, что формально превышает скорость света . За экспериментальное подтверждение этих предсказаний в 2022 году была присуждена Нобелевская премия по физике .
Шон Кэрролл объясняет это явление через призму многомировой интерпретации:
- Холистическая реальность: По словам физика, мир — это не набор отдельных независимых частиц, а более целостная система .
- Двойственность эволюции: В стандартном обучении физиков говорят о двух путях развития системы: когда мы не смотрим (уравнение Шрёдингера) и когда мы производим измерение (коллапс волновой функции) .
- Устранение исключений: Кэрролл предлагает убрать специальное правило для «наблюдения». Если оставить только базовые законы, то окажется, что реализуются все возможные исходы измерения, но в разных ветвях квантовой Вселенной .
В качестве иллюстрации Кэрролл упоминает мобильное приложение «Universe Splitter». По его словам, когда человек не может выбрать между пиццей и гамбургером, приложение запускает квантовый процесс, и пользователь может быть уверен, что в одной из вселенных он выбрал одно, а в другой — другое .
⏳ Стрела времени и Вселенная в форме буквы «U» 17:10
Один из слушателей задал вопрос о теории Кэрролла, согласно которой Большой взрыв — лишь одно из множества событий в вечно существующей Вселенной. Шон Кэрролл объясняет, что ключ к пониманию времени лежит во втором законе термодинамики и понятии энтропии .
Аргументация Кэрролла по вопросу времени:
- Низкая энтропия прошлого: 14 миллиардов лет назад, в момент Большого взрыва, Вселенная была исключительно упорядоченной (низкая энтропия), что и создало «стрелу времени» .
- Вечная Вселенная: В совместной работе с Дженнифер Чен Кэрролл предложил модель, где Вселенная вечна. Она может быть пустой (пространство де Ситтера), но квантовые флуктуации способны порождать новые «дочерние» вселенные .
- Симметрия времени: По мнению исследователей, в далеком прошлом могли происходить те же процессы, но стрела времени там направлена в противоположную сторону. Образуется симметричная структура, где обитатели «прошлого» считали бы нашу эпоху своим «прошлым» .
Чак Найс резюмирует эту идею: если мы видим, что энтропия где-то уменьшается, значит, мы смотрим на существ, движущихся из нашего будущего в наше прошлое, хотя для них самих время идет привычным образом .
⛪ Бог и аргумент тонкой настройки 22:00
Дискуссия коснулась дебатов Шона Кэрролла с Уильямом Лейном Крейгом, сторонником идеи разумного замысла. Крейг использует «аргумент тонкой настройки»: физические константы Вселенной подобраны так идеально, что малейшее их изменение сделало бы жизнь невозможной .
Шон Кэрролл выдвигает контраргументы против этой позиции:
- Физическое объяснение: Многие вещи, которые кажутся «настроенными», на самом деле объясняются законами физики без привлечения сверхъестественного .
- Гипотеза Мультивселенной: Если существует бесконечное множество вселенных с разными параметрами, мы закономерно оказываемся в той, которая пригодна для жизни .
- Теологический парадокс: По словам Кэрролла, тонкая настройка — это скорее аргумент против существования Бога. Если бы Бог существовал, он мог бы создать жизнь при любых физических законах. Необходимость специфических условий (законов физики) для поддержания жизни указывает на то, что Бога, возможно, нет .
Нил Деграсс Тайсон отмечает, что за последние 500 лет роль Бога как объяснительного механизма в науке неуклонно снижалась (от натуральной теологии к натуральной философии) .
🕳️ Природа «ничто» и космические пустоты 31:38
Обсуждая вопрос «почему существует что-то, а не ничто?», Кэрролл утверждает, что само понятие «ничто» концептуально сложно .
Его позиция по этому вопросу:
- Иллюзия выбора: Люди привыкли к коробкам, которые могут быть полными или пустыми, и переносят этот опыт на Вселенную. Но не факт, что у Вселенной есть альтернатива существованию .
- Пространство — это не ничто: Даже «пустое» пространство имеет свойства: размерность, метрику и законы физики, которые в нем действуют .
- Брутальный факт: Кэрролл полагает, что существование Вселенной может быть просто «грубым фактом», не имеющим ответа на вопрос «почему» .
Относительно структур Вселенной (таких как суперпустота Эридана) физик поясняет, что ранняя Вселенная была невероятно гладкой (неоднородности составляли 1/100 000) . Со временем гравитация сработала как «регулятор контрастности», собирая материю в кластеры и опустошая другие регионы, создавая те пустоты, которые мы видим сегодня .
🧠 Иллюзия «сейчас»: как мозг обманывает нас 37:36
Хавьер Ортега из Панамы задал вопрос: можем ли мы быть уверены, что живем в «настоящем», учитывая задержку сигналов от органов чувств к мозгу ?
Шон Кэрролл и Нил Деграсс Тайсон объясняют механизм восприятия:
- Окно в 50 миллисекунд: Мозг собирает информацию за интервал примерно в 40–50 миллисекунд и «сшивает» ее в единую картину, которую мы воспринимаем как «сейчас» .
- Синхронизация чувств: Если вы видите баскетболиста неподалеку, вы видите удар мяча и слышите звук одновременно, хотя свет движется быстрее звука. Мозг искусственно синхронизирует эти сигналы. Если человек отойдет слишком далеко, мозг «сдастся», и вы начнете замечать задержку звука .
- Конструирование реальности: По мнению Тайсона, мозг постоянно создает модель мира. Если данных не хватает или они противоречивы, мозг просто «выдумывает» детали, чтобы заполнить пробелы . Кэрролл добавляет, что это объясняет работу оптических иллюзий .
В завершение беседы Шон Кэрролл выразил уверенность, что ученые должны продолжать поиски «Единой теории всего» . Даже если Вселенная окажется «ужасающим беспорядком» без элегантного финального уравнения, попытка понять ее целостно остается главной задачей физики .
