Валерій Рубаков, Едуард Боос
Фізика елементарних частинок прагне визначити будівельні блоки матерії і описати взаємодії, які їх пов'язують: закони, за якими живе все у Всесвіті і розвивається сам Всесвіт. На сьогоднішній день найбільш точною теоретичною конструкцією опису фізики елементарних частинок є так звана Стандартна модель, яка в свою чергу побудована на теорії квантових полів. Однак в Стандартної моделі є внутрішні труднощі, які вказують на її неповноту. Крім того, існує цілий ряд експериментальних результатів, яким Стандартна модель не дає адекватного пояснення, таких як темна матерія і темна енергія, асиметрія матерії і антиматерії у Всесвіті, маси нейтрино. Про це дискусія Валерія Рубакова - академіка РАН, головного наукового співробітника відділу теоретичної фізики Інституту ядерних досліджень РАН, і Едуарда Боос - доктора фізико-математичних наук, завідувача відділом експериментальної фізики високих енергій НДІ ядерної фізики МДУ.
Протягом останніх ста років ключовим завданням фундаментальної фізики є пошук єдиної теорії, яка могла б описати всі явища: від обертання галактик до зіткнень найдрібніших частинок. В ході лекції ми обговоримо прогрес у цьому напрямку, існуючі труднощі і то, як сучасна фізика дозволяє їх обійти. Ми поговоримо про квантової гравітації, теорії суперструн, голографічних чорні діри, зіткненнях паралельних всесвітів, про те, що було до Великого вибуху, і про інші цікаві явища природи.
Гіпотеза про те, що наш Всесвіт - це комп'ютерна симуляція або голограма, все активніше розбурхує уми вчених і філантропів. Утворене людство ще ніколи не було так упевнено в ілюзорності всього, що відбувається. Розмови вчених про нереальність нашого світу лягають на підготовлену масовою культурою грунт.
Деякі вчені вважають, що наш Всесвіт є гігантською комп'ютерну симуляцію. Чи повинні ми турбуватися з цього приводу? Реальні ми один одному? А як щодо мене особисто? Раніше подібними питаннями задавалися лише філософи. Вчені ж намагалися зрозуміти, що собою являє наш світ, і пояснити його закони. Але що з'явилися останнім часом міркування щодо будови Всесвіту ставлять екзистенційні питання і перед наукою. Деякі фізики, космологи і фахівці в галузі штучного інтелекту підозрюють, що ми всі живемо всередині гігантської комп'ютерної симуляції, приймаючи віртуальний світ за реальність.
Ми живемо в часи дивного прогресу. Інженери здатні відправити робота розміром з автомобіль на Марс, фізики розглядають дрібні елементи матерії, а ми спілкуємося без проводів через велику всесвітню мережу. Але в основі всіх цих чудес лежить щось глибоке і загадково велике, що називають мовою всесвіту і, мабуть, головним досягненням цивілізації. Що це? Це математика. Але звідки математика з'явилася? Чому вона бездоганно працює у всіх областях науки? Альберт Ейнштейн задавався питанням, як так виходить, що математики вдається так добре описувати всесвіт. Чи створена математика людиною? Чи є математика ключем до розуміння космосу? Наш світ не просто володіє деякими математичними властивостями, він складається тільки з математичних властивостей.
Навколишній нас світ завжди був трохи дивним і таємничим. Велику частину часу він прихований від нашої свідомості. Вивчення природи реальності виводила вчених далеко за межі розуміється. Реальність починається з атома і досягає чорних дір протягуючись до меж Всесвіту. Але будьте обережні. Як тільки ви ввійдете в їх реальність, ви ніколи не зможете дивитися на світ колишніми очима.
Якщо є щось, що стоїть над усіма сучасними теоріями і використовується для дослідження реальності, то воно має виражатися не словами, а математикою. Математикою не просто легше описати реальність, це єдиний спосіб описати її. Якщо найбільш докладний опис реальності найкраще описується математикою, то чи не дивиться головне визначення реальності нам в обличчя?
Як відомо, Галілей заявив, що Всесвіт є "великою книгою", написаної на мові математики. Чому ж наша Всесвіт здається нам настільки математичного? Як це розуміти? Всесвіт не просто описується за допомогою математики, але вона сама і є математика в тому сенсі, що всі ми являємо собою елементи гігантського математичного об'єкта, який, в свою чергу, є частиною мультивселенной - настільки гігантською, що в порівнянні з нею інші мультивселенной, про яких говорили в останні роки, виглядають малими.
Математику часто називають мовою Всесвіту. Вчені й інженери часто говорять про елегантність математики при описі фізичної реальності, посилаючись на такі приклади, як E = mc ^ 2 і простий підрахунок об'єктів реального світу. Тим не менш, до цих пір не вщухають дискусії з приводу того, чи є математика основою всього сущого, відкрита вона нами або просто створена нашою уявою, як спосіб опису світу. Перша точка зору відноситься до математичного платонізму, прихильники якого схильні вважати, що математика була не створена, а лише виявлена людьми.
Одна з найцікавіших проблем філософії науки - це зв'язок математики і фізичної реальності. Чому математика так добре описує те, що відбувається у всесвіті? Адже багато областей математики були сформовані без будь-якої участі фізики, однак, як в результаті виявилося, вони стали основою в описі деяких фізичних законів. Як це можна пояснити?
