Czytaj książkę: «Экзистенциальная физика. Руководство ученого по самым важным вопросам жизни. Сабина Хоссенфельдер. Саммари»
Оригинальное название:
Existential Physics: A Scientist’s Guide to Life’s Biggest Questions
Автор:
Sabine Karin Doris Hossenfelder
Хорошее и плохое научное объяснение
«Экзистенциальная физика» Сабины Хоссенфельдер – не типичная научно-популярная книга. Это не учебник и не лекция о том, как Вселенная нас любит; здесь нет ни уравнений, ни абстрактной метафизики. Вместо этого Хоссенфельдер ставит нас лицом к лицу с вопросами, которыми задавался каждый, и отвечает на них.
И здесь, считает Сабина Хоссенфельдер, важно руководствоваться принципом хорошего научного объяснения. Наука – это поиск полезных объяснений, которые позволяют нам прогнозировать события или объяснять уже существующие наблюдения, пишет она. Хорошие научные объяснения, во-первых, упрощают понимание сложных явлений, во-вторых, позволяют делать поддающиеся проверке прогнозы с использованием минимальных исходных данных.
Ненаучные идеи, напротив, не обладают предсказательной силой и не поддаются проверке, что делает их бесполезными с научной точки зрения (но не обязательно ошибочными).
Вера в то, что всеведущее существо создало Землю, – не плохая или ошибочная теория. Она просто ненаучна, поскольку непроверяема и сложна: слишком много данных в начальном состоянии. Гораздо более простое и, следовательно, более достоверное с научной точки зрения объяснение состоит в том, что Земля образовалась более 4,6 млрд лет назад из смеси пыли и газа и постепенно менялась в процессе эволюции.
Сабина Хоссенфельдер не боится указывать на те предположения, где наука встречается с домыслами. Она бросает вызов общепринятым теориям о свободе воли, времени, сознании, начале (и конце) Вселенной. Прочитав эту книгу до конца, вы не только лучше поймете физику – вы яснее поймете себя и собственное место во Вселенной.
Вселенная помнит все?
Замедление времени
До Эйнштейна время считалось универсальным, одинаковым для всех: то есть если двое людей взяли одинаковые часы, разошлись на любое расстояние, а потом встретились, их часы должны показывать одно и то же время.
Теперь мы знаем, что время на наших часах зависит от нашей скорости – время относительно. Чем больше мы ускоряемся, тем медленнее течет наше внутреннее – собственное – время. Этот эффект называется замедлением времени и подтверждается измерениями со спутников.
Разница во времени в обычной человеческой жизни незначительна.
Но теоретически, бегая по кругу, можно немного медленнее стареть.
Из-за небольших расстояний на Земле мы не замечаем и того, что свету требуется время, чтобы достичь нас.
На самом деле мы видим вещи такими, какими они были немного раньше: облака – долю секунды назад, Солнце – восемь минут назад, Полярную звезду – 434 года назад.
В специальной теории относительности утверждение, что два события произошли в одно и то же время, бессмысленно. Время зависит от системы отсчета наблюдателя – опять же, практически невозможно испытать это при ограниченных скоростях и расстояниях на Земле.
Допустим, одно событие – ваше рождение, другое – взрыв сверхновой. Свет от взрыва не достиг Земли в момент вашего рождения. Космическая путешественница видит два эти события сразу, поскольку для нее они произошли одновременно. Когда-нибудь вы умрете, но свет от сверхновой все еще не достигнет Земли. Другой космический путешественник в момент вашей смерти будет находиться между вами и сверхновой, поэтому он увидит вашу смерть и взрыв одновременно. Поскольку один наблюдатель видит ваше рождение и взрыв, а другой – вашу смерть и взрыв, ваша смерть существует при вашем рождении.
Это работает для любых двух событий в любой точке Вселенной в любое время.
Блок-вселенная
В блок-вселенной, названной так физиками, будущее, настоящее и прошлое существуют всегда. И это согласуется с сегодняшним пониманием законов природы. Фундаментальные законы природы обратимы во времени и детерминированы.
▶ Обратимость во времени означает, что, имея всю информацию о моменте, мы можем рассчитать, что происходило в любой момент до этого и что произойдет в любой момент после. Нынешнее состояние Вселенной – это следствие ее предыдущего состояния и причина последующего.
▶ Детерминированность предполагает, что, если мы знаем начальное состояние системы, мы можем точно рассчитать, что произойдет в любой последующий момент.
Итак, Вселенная всегда содержит всю информацию обо всем, включая жизнь конкретного человека. Мы, люди, воспринимаем время по-другому, потому что у нас есть память, которая помогает нам различать прошлое, настоящее и будущее. Наше субъективное восприятие «сейчас» делает его особенным, но объективно все моменты одинаково реальны. Получить информацию о них пока невозможно, но, если верить математике, она хранится вечно. За исключением квантовых измерений и испарения черных дыр.
Квантовые измерения
В квантовой механике мы описываем все (от протона до яблока и от яблока до Вселенной) с помощью волновых функций. Время от времени при проведении измерений происходят случайные недетерминированные скачки. Система переходит из состояния, описанного одной волновой функцией, в состояние, описанное другой волновой функцией.
Измерение – любое взаимодействие (например, с молекулами воздуха или светом), достаточно сильное или частое, чтобы нарушить квантовое поведение системы.
Квантовые скачки по своей сути случайны, что делает квантовую механику недетерминированной и необратимой во времени. Мы не можем предсказать результат измерения и не можем сделать вывод о том, какой была волновая функция до него. Кроме того, много начальных состояний волновой функции могут привести к одному результату, значит, измерение в квантовой механике навсегда уничтожает информацию. Впрочем, Хоссенфельдер считает, что мы еще недостаточно знаем об этом.
Darmowy fragment się skończył.
