Життя як сон

Всесвіт і вся решта можуть бути ефектом галюцинації в космічному масштабі. Всі ми можемо бути ілюзією ширяючої у вакуумі ґалярети. Як з цим жити?

Чарльз Г. Беннетт
 

Синє небо. Вітер. Січе дощ.

Середина озера, з якого поблизький Нью-Йорк черпає воду, на озері плоскодонка, а в ній видатний фізик Чарльз Г. Беннетт рефлексує про життя у всесвіті... Пливем.

Можливо, каже Беннетт, ми живем в найкращому зі світів. Якщо ж землетруси, епідемії та війни здаються нам доказом абсурдності існування, то ми помиляємось. За кожним нещастям криється раціональне обґрунтування, нерозгаданий божий намір. Приблизно так бачив світ філософ Готфрід Вільгельм Ляйбніц. Всесвіт, на його думку, був яко прекрасний інструмент, перфекційно налаштований на потреби розумного життя, на нас, вдячних спостерігачів.

Артур Шопенгауер натомість вважав, що гірше бути не може. Світ максимально поганий. Залежить від настільки багатьох параметрів, температур, тиску і хімічних сполук, що саме його існування здається явищем з серії екстремальних. Тобто: зміна хоч би одного з цих параметрів своїм наслідком мала би унеможливлення існування життя (у відомій нам формі). Народжений в 1943 році Беннетт, зі всім своїм доробком в царині фізики та теорії інформації, винахідник телепортації та квантової криптографії, співробітник The Томас J. Watson Research Center (дослідницького центру IBM), людина багатьох талантів, в тому числі і музичного, не мав би шансів з'явитися. Так само, як і його бляшаний човен.

Отож, яким є для життя цей наш світ-всесвіт? Відповідь на це питання дуже ускладнює той факт, що, на загальноприйняту думку космологів, ми бачимо лишень мізерний його відламок.

Очевидно, ми не є в (дещо) подібних ситуаціях зовсім безпомічними. Ми маєм ефективні статистичні методи — варто згадати маловідому проблему німецького танка. Готуючись до десантування в Нормандії, союзники старалися оцінити число німецьких машин в Європі. Повідомлення від шпигунів були або суперечливими, або не вартими довіри.

Математики ж порадили придивитися до серійних номерів знищених або захоплених танків. Їхні складові частини нацисти нумерували дуже впорядковано. Знаючи число відшуканих екземплярів, максимальний відчитаний серійний номер, союзники змогли оцінити німецьке помісячне виробництво танків з дивовижною точністю, майже до штуки.

"На жаль, розмова про нас, про людство, і про відомий нам всесвіт дещо нагадує оцінювання кількості німецьких танків – з тою різницею, що ми диспонуємо тільки одним танком," – зауважує Беннетт, поправляючи жилет. Але, може, не зовсім так?

Одна з найперспективніших космологічних теорій, інфляційна космологія, передбачає, що за недоступним для наших спостережень невпинно втікаючим горизонтом ховається багато різних планетарних систем — значно більше, ніж у видимій області космосу. Деякі світи — як наш — придатні для життя, інші ж — не придатні. Навіть якби Шопенгауер, цей віртуоз песимізму, мав рацію і життя перебувало б на грані зникнення, то така ситуація стосувалася би тільки найближчих до нас просторів. Але глобально, в цілому всесвіті, життя, радше за все, лишалося би поза небезпекою, набуваючи всіх можливих форм, приблизно так, як це постулював Ляйбніц. Така модель нефортунно породжує сонні видива, флуктуації вакууму, названі больцманівськими мізками. Ці на позір недоладні артефакти промислової революції дуже ускладнюють оцінку того, що в космосі є типовим, а що ні.

Все почалося від парової машини і від парадигми зростання продуктивності. Шукаючи способів збільшити ефективність парових машин, винайдено (частково) термодинаміку, науку про теплові (але не тільки) зміни. Вчені ввели поняття ентропії, тобто міру безладу. Зауважили, що в кожній закритій системі, наприклад наповненому водною парою циліндрі, безлад зростає, аж поки досягне максимуму. В цю мить зникає макроактивність і єдиним рухом є хаотичні зіткнення частинок.

"Такий стан називається тепловою смертю," – каже Беннетт.

Проблема можливої теплової смерті може стосуватися також і — теоретично — нашої планети. "Якби закрити Землю в коробці, заблокувати доступ до сонячного світла і відтік випромінювання з її поверхні, то в результаті все б набуло однакової температури. Було б темно, вітри би зникли, перестали би текти океанські течії. Всі би померли, і планета стала би назавше мертвою. Теплова смерть — це така позбавлена Бога версія пекла, – каже Беннетт, розмірено веслуючи. – Однак навіть в цьому найнуднішому місці за неймовірно довгий час можуть статися незвичайні речі," – додає він.

Коли розпорошені в нім частинки (міркування Больцмана можна розширити і на елементарні частинки) вже повкладаються у всі можливі способи, пройдуть всі можливі конфігурації позицій, хтозна, може почнуть робити те, що колись вже зробили?

"Може, раптом випадково складуться в Землю, якою вона була до цього великого омертвіння, живу і квітучу, без жодних негативних проявів перебування її в закритій коробці? Вся історія стагнації скасується і її замінить ілюзія іншої історії, ілюзія, що вона поволі еволюціонувала, а не з'явилася в одну мить. Можлива історія буде відрізнятися від справжньої."

Приблизно про те саме міркував Людвіґ Больцман в кінці XIX ст., шукаючи відповіді на питання, чому, маючи настільки довгу історію, світ навколо нас має на диво малу ентропію. Може, ми живем у просторі флуктуації, аномалії, в оазисі впорядкованості, оточеної мертвим космосом? — зауважив великий австрійський вчений. Як — довго не шукаючи метафори — Чарльз H. Беннетт в хиткому човні на середині озера.

Очевидно, великі аномалії мають ту рису, що трапляються, як правило, в теорії. Овшім, мертвий всесвіт може нагло пробудитися разом з цими всіма структурами, в існування яких ми віримо, включаючи сюди наші мізки і мізки всіх наших сусідів, мешканців всього світу і нашої та інших галактик. Однак значно ймовірнішою є мала флуктуація, в результаті якої виникне тільки завислий в космічній порожнечі мозок, що снить про існування всесвіту. "Ілюзорні світи є значно рідкіснішими за індивідуальні галюцинації," – говорить Беннетт.

"Це, – додає він, – дуже підривна ідея: говорити замість великої флуктуації, що охоплює цілий світ в його нинішній іпостасі, про значно меншу флуктуацію. Її продуктом є тільки ваш мозок в його нинішньому кшталті. Він містить образ моєї особи, спогади випадків, котрі ніколи не траплялися, багаж людських знань, досягнення науки, ґрунтованої на спостереженнях явищ, які не відбувалися. Саме це ми називаємо мозком Больцмана. Звичайно, більшість науковців радо би відкинули цю ідею. Але, на жаль, для цього важко знайти добрий привід," – говорить Беннетт, повертаючи капелюх на 90°.

"То, може, тепер ви повеслюєте?"

Обави, що все є сном, можуть здаватися надмірними, але такими вони не є. Вони мають потенційно величезне значення в космології. Багато ж бо чого вказує на те, що всесвіт розширюється, прагнучи, може, до стану теплової смерті. Тільки от термінального стану він може досягти тільки раз, снити ж про фіктивне минуле може нескінченно багато разів. А, може, саме цим тепер і займається?

Тим більше, що нині фізики вважають: на краю нашого розширюваного всесвіту цілком спонтанно з вакууму творяться частинки, котрі можуть стати будматеріалом мізків Больцмана. Або: не тільки можуть, а й стають – і то постійно, нескінченно багато разів. Або ще гірше. Багато космологів вважає, що всесвіт не лише інфлює, а і "копіюється" в незліченні розгалуження. Обави, що у всесвіті є значно більше мізків Больцмана, ніж звичайно вважають, межують з впевненістю. Це є найгірший (мабуть) кошмар космолога.

Не можна відкидати, що ми є галюцинацією, сном ширяючої у вакуумі ґалярети. З цим би якось далобися жити. Гризе ж факт, що ідея мізків Больцмана є, як вважає фізик і фахівець з темної матерії Шон Керролл, "когнітивно нестабільною". Займаючись земною наукою, ми ж бо мовчки засновуємо, що є типовими мешканцями космосу, що наші закони є чинними і там, куди наші телескопи не заглядають. Але, може, ми є зовсім не типовими? Може, відкриті нами закони мають лиш локальний характер, обмежений маленьким кусочком всесвіту? Це означало би, що наш науковий метод веде до висновку, що мізки Больцмана є в космосі звичайним явищем, і що ми є ілюзією – а, отже, всі наші мозольно зібрані знання треба відкинути. Або інакше: зібрані нами дані суґерують, що на них не можна покладатися. Відповідально навчати в таких парадоксальних обставинах просто неможливо.

Очевидно, робляться спроби стабілізувати (когнітивно) цю ситуацію. Дон Пейдж, співпрацівник Стівена Ґокінґа, припускає, що розширюваний всесвіт має вбудований механізм самознищення, котрий запускається, коли мізки Больцмана починають домінувати над іншими. За якісь 20 мільярдів років всесвіт перезавантажиться і почнеться заново. А якщо всесвіт розгалужується? З обчислень Андрєя Лінде, співтворця інфляційної теорії, може випливати, що в такому мульти-світі пропозиція мізків Больцмана завжди перевищує пропозицію "звичайних" мізків. На жаль, визнає Лінде, в цій області ми є дітьми в тумані. Нелегко думати про правдоподібність випадків, що стаються нескінченне число разів в нескінченному розгалужуваному просторо-часі.

Отже, як є? Чи можна сказати щось сенсовне – і з цілковитим переконанням – про життя, всесвіт і все решта? Карролл вважає, що можна — якщо ми застосуємо мізки Больцмана як критерій вибору майбутніх космологічних моделей. Якщо сконструйований нами новий опис всесвіту, а їх багато виникає, передбачає надвиробництво цих підозрілих артефактів родом з XIX ст., то це означає, що його слід відкинути. Мізки Больцмана стали би таким чином корисним сигналом тривоги, знаряддям для елімінації сумнівних космологічних моделей. А якщо це хибна гіпотеза? Що ж, тоді навіть Шопенгауер мусить здаватися оптимістом...

"Тоді не існувало би нічого поза кубічним метром матерії, яка існує кілька секунд і за декілька наступних відійде в небуття, бо космічна порожнеча не належить до гостинних для життя місць", – каже Чарльз H. Беннетт. Дощ тим часом падає щораз дужче. Сіре озеро, неспокійне. Кінець плавання без мети.

"Веслуймо, – додає Беннетт, – веслуймо, бо темніє."

Karol Jałochowski
Życie jak sen
Polityka, 20.09.2017
Зреферував О.Д.