Тайны пространства и времени

В конце XVIII столетия казалось, что эта задача решена, поскольку физикам удалось создать стройное здание классической физики.

Как мы уже отмечали, иной точки зрения придерживались в конце XIX века последователи и сторонники классической механики. А. Лежандр, например, отзывался о Ньютоне так: «Это был не только величайший, но и самый счастливый гений, потому что систему мира можно установить только один раз».

Однако последовавшие открытия заставили ученых отказаться от этой мысли. Появились термодинамика, статистическая физика, а также теория электромагнитных явлений. Эти достижения буквально революционизировали физическую науку, теорию. И к концу XIX века многие физики вновь стали надеяться, что их работа близка к завершению. Остались лишь две нерешенные проблемы – распределение энергии в излучении черного тела и трудности, возникшие при попытках обнаружения эфира. В связи с этим профессор Жолио советовал своему ученику Максу Планку выбрать для себя более интересное и перспективное занятие, чем теоретическая физика.

Ирония истории заключалась в том, что именно Планк в 1900 году стал одним из создателей квантовой механики, сыгравшей лидирующую роль в науке XX столетия. А решение проблемы эфира привело к появлению еще одного фундаментального направления – теории относительности.

Тогда же А. Эйнштейн предпринял попытку, объединив гравитацию с электромагнетизмом, создать Последнюю теорию.

Теперь о том же мечтает Хокинг. Он полагает, что после этого физикам останется лишь заняться ее различными приложениями, например, в области так называемых сложных систем.

Кстати, о сложных системах. Есть основания предполагать, что теория таких систем, которая в известном смысле стоит над всеми другими науками, будет играть особую роль в науке XXI столетия.

В своих прогнозах Хокинг, между прочим, исходит из того, что мир в своей основе достаточно прост, и сложность его описания является недостатком современных фундаментальных научных теорий. Однако, судя по всему, «сложность» представляет собой не менее фундаментальную характеристику окружающего нас мира, чем основные типы физических взаимодействий.

Как считает доктор физико-математических наук Л.В. Лесков, создать Теорию Всего – это значит достичь такого фундаментального уровня описания, исходя из которого можно чисто логическим путем вывести все явления. Однако такое «абсолютное знание» оказалось бы вневременным и надвременным. Но оно не соответствует реальному миру, одной из фундаментальных характеристик которого является существование «стрелы времени».

Если даже предсказания Хокинга оправдаются и Теория Всего будет разработана, то это все же не будет означать, что научное познание окружающего нас мира полностью завершено. По мнению Лескова, из теории, которую Хокинг рассматривает как Последнюю, не следует существование предела сложности как природных систем, так и тех систем, которые мы сами можем создавать. И скорее всего, именно по пути раскрытия этой сложности пойдет основное направление науки XXI столетия.

Дело в том, что включение в динамику известных нам сложных систем явлений необратимости, а также вероятностных процессов, на основании Последней теории Хокинга, к сожалению, не может быть выполнено.

Вневременные законы физики, замечает по этому поводу И. Пригожий, не могут считаться «подлинным отражением фундаментальной истины физического мира, ибо такая истина делает нас чужими в этом мире и сводит к простой видимости множество различных явлений, которые мы наблюдаем».

А это значит, что действительно универсальная теория должна обязательно учитывать необратимость во времени и вероятностные процессы (так называемую динамическую неустойчивость). Теория, не учитывающая этих факторов, не может стать Теорией Всего, так как реальная Вселенная эволюционирует, и потому необратимость и вероятность являются ее фундаментальными свойствами.

Характерно высказывание на этот счет английского астрофизика Роджера Пенроуза, сотрудничающего с Хокингом, но тем не менее, не принимающего его атемпорального видения Вселенной. В своей книге «Новый разум императора» он пишет: «По моему мнению, наша современная картина физической реальности, особенно в том, что касается природы времени, чревата сильнейшим потрясением, еще более сильным, чем то, которое вызвали теория относительности и квантовая механика в их современной форме».

Кроме того, атемпоральный характер Последней теории Хокинга в форме супергравитации – не единственная причина, в силу которой ее нельзя считать универсальной. Дело еще и в том, что традиционные представления о четырех основных физических взаимодействиях, судя по всему, не являются исчерпывающими. Речь идет о существовании пятого – «торсионного взаимодействия», связанного с вращением и кручением, о котором мы говорили выше.

После лекции в Белом доме Хокинга спросили, какого наиболее впечатляющего научного открытия можно, по его мнению, ожидать в обозримом будущем? Таким открытием, ответил он, будет скорее всего то, чего мы не ожидаем, иными словами, это должно быть совершенно удивительное открытие такого же типа, какие в прошлом приводили к великим революциям в науке!

Но, как считает Лесков, такое открытие, видимо, уже совершилось – это раскрытие поразительных свойств физического вакуума!

Последняя теория, о которой мечтает Хокинг, неизбежно окажется бессильной и перед проблемой взаимодействия между духом и телом, то есть проблемой сознания. А, судя по всему, решение этой проблемы будет непосредственно связано с достижениями современных теорий физического вакуума. Между тем Последняя теория, о которой говорит Хокинг, не имеет к этой области природных явлений никакого отношения. И уже по одному этому ее нельзя рассматривать как Теорию Всего…

Лесков ссылается на высказывание Германа Гессе о том, что от гремящего хаоса окружающего мира со всей его пугающей сложностью человеку иногда хочется укрыться за ясными и неподвластными бегу времени картинами простых мифов. Не является ли многовековая мечта ученых о Последней теории, которая поставит наконец точку в поисках Абсолюта, спрашивает Гессе, тайным отражением стремлению людей к спокойствию и устойчивости?

Анализируя выбор научных проблем, который сделал Хокинг, и его подход к этим проблемам, можно предположить, считает Лесков, что на уровне подсознания он руководствовался именно такими мотивами.

Но если любые прогнозы будущего науки носят предположительный и во многом недостоверный характер, то в чем вообще смысл подобных попыток? На этот вопрос ответил немецкий философ Карл Ясперс: «Прогнозы должны вводить нас в сферу возможного, намечать отправные точки нашего плана и наших действий, открывать перед нами далекие горизонты, усиливать наше ощущение свободы сознанием возможного».

Мы постараемся придерживаться этих принципов при описании тех возможных путей, которыми пойдет наука в новом столетии.

Глазами синергетики

Как мы уже говорили, в природе при определенных условиях могут происходить процессы самоорганизации. Возникающие при этом самосогласованные «кооперативные» процессы изучаются особым научным направлением, получившим название «синергетики».

Синергетика охватывает большой круг разнородных явлений, относящихся к компетенции различных наук – физики, астрофизики, химии, биологии, а также к социальным процессам. И все эти явления носят нелинейный характер. Это значит, что уравнения, которые их описывают, допускают множество различных решений. Иными словами, будущее подобных систем неоднозначно, и в «точках ветвления» линий их эволюции, так называемых точках бифуркации, реализуется та траектория их дальнейшего развития, которая связана с минимальным накоплением энтропии или ее убыванием. При этом ход дальнейшей эволюции может определяться малейшими изменениями начальных условий. Даже весьма незначительные их колебания могут приобретать решающее значение!