Време е да „оженим” физиката и философията
Последно: 12 април 2014 г. в 09:47
Сблъсквайки се с феномена „фина настройка“ на Вселената, физиците молят за помощ философите.
Когато прославен учен сериозно говори за милиони мултивселени, старият въпрос за нашата космическа самота придобива нов оттенък.
Нашата Вселена постоянно се разширява и прави това с все по-нарастваща скорост. Нейните размери са непостижими, но тя пребивава в равновесие, което изглежда доста крехко. Понякога изглежда съвсем невероятно, че такава вселена изобщо е могла да възникне.
„Както и да ни е действала философията на нас, учените – вдъхновявала, изморявала, дразнела, – всички наши теории и експерименти се основават на конкретни философски предположения. Това обстоятелство направо вбесява много изследователи и затова рядко го признават. Такива базови понятия като реалност, Космос, време, причинност, които съставляват ядрото на науката, се опират на метафизични предположения“, пише невробиологът Кристоф Кох през 2004 г.
Казаното може да изглежда очевидно, още повече че преди сто години за това са говорили Айнщайн, Бор и други основатели на новата физика.
Но в следвоенния период възгледите на учените рязко се променили. Математици и естествоизпитатели от XXI век били убедени, че философията вече не е необходима. Отдавна са отминали славните времена на Карл Попър, който въвел принципа на фалсифицируемост като критерий за научност, и Томас Кун, отбелязал феномена на смяна на парадигмата.
В продължение на много години с философия на науката се занимавали само философи, докато учените им се присмивали, а понякога дори издевателствали: през 1994 година физикът Алън Сокал от Нюйоркския университет написал напълно безсмислен текст, препълнен също така с научни грешки, но който бил приет за публикуване в един от водещите журнали, посветени на изследвания в постмодернистичен ключ.
Но изглежда, времената се променят. Забелязани са признаци, че съвременната наука отново започва да се интересува от философията. Причината – трудностите на физиката и космологията, а именно проблемът с обяснението на „фината настройка“ на Вселената. Ето трите най-странни „съвпадения“, без които нямаше да ни има нито нас, нито нашия свят.
1. Въглероден резонанс и силно взаимодействие. Изобилието на водород, хелий и литий добре се обяснява от съвременната физика, но образуването на тежките елементи, като се започне с въглерод, зависи от баланса между силното и слабото взаимодействие. Ако силното взаимодействие бъде малко по-силно или малко по-слабо (само с 1%), не би имало нито въглерод, нито който и да е друг тежък елемент във Вселената, а следователно не биха възникнали никакви основани на въглерода форми на живот, способни да си задават този въпрос.
2. Отношение на масата на протона към масата на електрона. Масата на неутрона е малко по-голяма от съвкупната маса на протона, електрона и неутриното. Ако неутронът беше малко по-тежък, той не би могъл да се разпадне без разход на енергия. А с маса само 1% по-малка биха се разпадали изолирани протони, а не неутрони, и тогава атоми, по-тежки от лития, биха се образували много рядко.
3. Космологичната константа. За жалост най-поразителният пример на фина настройка е парадоксът на космологичната константа. Ако, изхождайки от принципите на квантовата механика, правим изчисление на „плътността на енергията на вакуума“ на Вселената, като се започне от електромагнитното взаимодействие, се получава невероятен резултат – празният Космос „тежи“ 1093 г/см³. Между другото наблюдаемата средна плътност на веществото във Вселената е 10–28 г/см³, тоест отличава се от теоретичната стойност със 120 порядъка.
Учените смятали, че ако в подобни изчисления се отчитат всички останали взаимодействия, то резултатът ще бъде нулев като следствие от неизвестен физичен закон. Но тези надежди били разбити през 1998 г. с откриването на ускоряващото се разширение на Вселената, тоест космологичната константа все пак е малко по-голяма от нула. Колкото и да е странно, това съответства на предсказанието, направено през 1987 г. от Нобеловия лауреат Стивън Уайнбърг, който заявил, че в противен случай новородената Вселена или би се разширявала прекалено бързо (звездите и галактиките не биха могли да се образуват), или би колапсирала отдавна.
Казано накратко, Вселената притежава такива свойства, сякаш специално са я настройвали за създаването на разумен живот. Докато едни физици все още се придържат към „естественото“ обяснение, много други плътно се придържат към представата ,че нашата Вселена е фундаментално неестествена. Става дума, разбира се, за безпомощния антропен принцип: Вселената се намира в толкова невероятно състояние, че в противен случай няма да има никой, който да се учудва на това обстоятелство.
Освен това привържениците на такъв подход твърдят: от господстващата теория на Големия взрив и вечното разширение логично произтича, че нашата Вселена е само един от многобройните „джобове“ на непрекъснато разклоняващи се мултивселени.
Инфлационният модел буквално получи сериозна експериментална подкрепа на 17 март 2014 година, когато беше обявено за откриването на гравитационните вълни – ехо от Големия взрив, в данните на телескопите, разположени на Южния полюс.
В този ред на мисли теорията на струните, съвременен кандидат за „теория на всичко“, предсказва съществуването на 10500 паралелни вселени (според една от версиите). В този обширен (и възможно безкраен) ансамбъл задължително трябва да се намери вселена, настроена специално за нас.
Но според много учени подобни приказки нямат никакво отношение към традиционната емпирична наука. В книгата „Неприятности с физиката“ (2006) Ли Смолин пише:
„Ние, физиците, трябва да се изправим с лице към кризата. Научната теория (мултивселена, антропен принцип, теория на струните), която не прави предсказания и затова не подлежи на експериментална проверка, никога няма да ни подведе, но няма и да ни доведе до успех, докато под наука се разбира знание, получено посредством рационално разсъждение на основа наблюдения.“
И макар експерименталната проверка да е невъзможна, привържениците на тези теории все пак могат да обяснят някои неща. Например, ако наистина съществува безкраен брой вселени като нашата, както твърдят някои физици, откъде ще се вземе „вероятностната мярка“? С други думи, какво означава разговорът за „вероятността“ за съществуването на нашата Вселена в наблюдаваното състояние?
Има и такива учени, които не виждат алтернативи на някои варианти на мултивселена и антропен принцип. Физикът Макс Тегмарк, наскоро издал книгата „Нашата математическа вселена“, доказва не само реалността на мултивселена, но и това, че мултивселената е математична – всички математически закони действително съществуват и се явяват пределен материал на Вселената.
На този фон учените все по-често призовават към началото на преговори с философите. В статия, публикувана в сп. New Scientist, космологът Джоузеф Силк, като разглежда тези и други въпроси, стоящи пред науката, отбелязва, че това вече са проблеми, касаещи смисъла на самото наше битие, затова те са сродни на тези, които от хилядолетия обсъждат философите.
И наистина, вече се появи така наречената неврофилософия.
„Да се прокара граница между физиката и философията, не е лесно – пише Силк. – Възможно, дошло е време да оставим тези безплодни опити и да се опитаме да изясним какво ни обединява.“
