4. 1. Теория всего -квантовая механика-

    Наука как поиск скрытого единства

  На протяжении всей своей истории наука совершала один и тот же интеллектуальный жест: она обнаруживала единство там, где прежде видела лишь множество.

  Когда-то люди считали земной и небесный миры совершенно различными. Падение яблока и движение Луны казались явлениями разной природы. Затем Исаак Ньютон показал, что ими управляет один и тот же закон.

  Позднее электричество и магнетизм считались двумя независимыми силами природы. Но работы Майкл Фарадей и Джеймс Клерк Максвелл обнаружили их глубокое единство.

  Затем произошло ещё более удивительное открытие: пространство и время оказались двумя сторонами одной реальности, а вещество и энергия — двумя формами одной сущности.

  Каждый раз мир становился проще.

  Но одновременно возникал новый вопрос:

- если за различными явлениями скрывается единство, то насколько далеко может простираться этот процесс объединения?

    Незавершённая мечта физики

  Последние десятилетия жизни Альберт Эйнштейн посвятил поискам единой теории поля.

  Его вера в единство природы была почти философской.

  Он писал:

- «Самое непостижимое в мире заключается в том, что он постижим».

  За этой фразой скрывается глубокая мысль: если человеческий разум способен понимать Вселенную, значит, в самой природе существует внутренний порядок.

  Эйнштейн полагал, что все силы природы должны быть следствием одного фундаментального закона.

  Он не успел найти этот закон.

  Но его поиски оставили науке важнейшее наследие: убеждение, что за многообразием мира может скрываться ещё более глубокое единство.

    Квантовая механика и загадка возможностей

  История квантовой механики внесла в эту картину неожиданный поворот.

  В классической физике мир представлялся совокупностью объектов, движущихся по определённым траекториям.

  Квантовая теория показала нечто странное: до наблюдения система может описываться множеством возможных состояний одновременно.

  Физика неожиданно столкнулась не столько с миром вещей, сколько с миром возможностей.

  Именно поэтому Вернер Гейзенберг писал:

- «Атомы или элементарные частицы сами по себе не реальны; они образуют мир возможностей и вероятностей».

  Это замечание редко воспринимают в полном философском смысле.

  Если фундаментальным оказывается не объект, а пространство возможностей, то главным вопросом становится не «что существует?», а:

- почему реализуется именно эта возможность, а не другая?

  Квантовая механика великолепно предсказывает вероятности результатов, но сама проблема выбора между возможностями остаётся одной из величайших загадок науки.

    Симметрия как скрытый язык природы

  В XX веке физики обнаружили ещё одну поразительную вещь.

  Фундаментальные законы природы строятся на симметриях.

  Если определённое преобразование ничего не меняет в описании системы, то именно эта симметрия порождает закон сохранения.

  Однородность времени связана с сохранением энергии.

  Однородность пространства — с сохранением импульса.

  Симметрии лежат в основе всей современной физики элементарных частиц.

  Можно даже сказать, что современная физика всё больше превращается в науку о допустимых преобразованиях мира.

  Но тогда возникает философский вопрос:

- почему именно определённые состояния и преобразования оказываются допустимыми?

    Калибровочный принцип: удивительный пример глубинного единства

  Одной из красивейших идей современной физики стал калибровочный принцип.

  Он утверждает, что некоторые изменения описания системы не должны менять физическую реальность.

  Именно требование такой внутренней согласованности приводит к возникновению фундаментальных взаимодействий.

  Получается удивительная картина:

- силы природы возникают потому, что мир требует определённой формы внутренней непротиворечивости.

  Это один из самых глубоких уроков современной науки.

  Физическая реальность оказывается тесно связанной не только с объектами, но и с принципами согласованности.

    А если за этим скрывается ещё более общий принцип?

  Здесь возникает возможность для новой исследовательской программы.

  Предположим, что симметрии, законы сохранения, принципы экстремума и даже квантовый выбор являются различными проявлениями одного более глубокого закона.

  Условно назовём его законом справедливости.

  Разумеется, речь идёт не о моральной справедливости.

  Под справедливостью здесь понимается фундаментальный принцип допустимости и согласованности.

  Тогда возникает смелая гипотеза:

- природа реализует только такие состояния, которые удовлетворяют некоторому универсальному принципу справедливого устройства мира.

  В этом случае симметрии, законы сохранения и даже квантовые вероятности могут оказаться частными проявлениями более общего закона отбора.

    Сознание и различие между «Я» и «не-Я»

  Но есть ещё одна область, которая удивительным образом связана с проблемой выбора.

  Это сознание.

  Каждый человек непрерывно производит фундаментальное различение:

- это я;
- это не я;
- это моё;
- это чужое.

  Без такого различения субъективный опыт вообще невозможен.

  Если закон справедливости действительно является фундаментальным принципом установления отношений и границ, то сознание оказывается не случайным побочным продуктом работы мозга.

  Оно становится одним из способов, которыми Вселенная создаёт различия внутри самой себя.

  И тогда между физикой и философией сознания возникает неожиданная связь.

   Чем эта идея отличается от обычной теории всего?

  Большинство современных программ ищет новые сущности:

- новые частицы;
- новые поля;
- новые измерения;
- новые геометрии.

  Гипотеза фундаментального закона справедливости предлагает иной путь.

  Она ищет не новую сущность, а новый принцип.

  Не новый объект мира, а правило, по которому мир выбирает из множества возможностей.

  Это существенно расширяет саму идею единства.

  Речь идёт уже не только об объединении физических взаимодействий.

  Речь идёт о возможности объединить:

- физические законы;
- принципы симметрии;
- процессы выбора;
- информационные структуры;
- сознание;
- возникновение различий.

  Именно поэтому такая программа была бы не просто новой физической теорией.

  Она стала бы попыткой построить общую теорию организации реальности.

   Последний шаг к единству?

  Никто не знает, существует ли подобный закон.

  Но история науки учит нас удивительной осторожности.

  Многие идеи, когда-то казавшиеся слишком смелыми, впоследствии становились основой новой картины мира.

  Единство пространства и времени когда-то казалось невозможным.

  Единство электричества и магнетизма выглядело невероятным.

  Даже мысль о том, что материальные частицы являются возбуждениями квантовых полей, когда-то казалась почти фантастической.

  Поэтому нельзя исключать и ещё один шаг.

  Возможно, за физическими законами, квантовыми возможностями, симметриями и самим существованием сознания скрывается единый принцип организации мира.

  И если такой принцип однажды удастся выразить математически, то поиски теории всего завершатся неожиданным образом.

  Мы обнаружим, что фундаментом реальности является не очередная частица и не новое поле, а закон, определяющий, какие возможности могут стать действительностью и каким образом мир сохраняет своё внутреннее единство.

  И тогда слово «справедливость» приобретёт совершенно новый смысл — не только человеческий, но и космологический.