Universi doli nga asgjëja me energji zero. Ura nga askund: a është e mundur të marrësh diçka nga asgjëja? Para se të shfaqet fillimi

Ky citat është nga Mbreti Lir* në një frazë përmbledh një sërë idesh të thella, mesjetare dhe më të reja. Midis tyre:

A. Ligji i ruajtjes së materies dhe anasjellta e tij. Sipas këtij ligji, nuk mund të pritet që një substancë e re të lindë në laborator. (Lukretius tha: "Asnjë fuqi hyjnore nuk mund të krijojë diçka nga asgjëja.")

b. Ligji i ruajtjes së energjisë dhe anasjellta e saj. Sipas këtij ligji, nuk mund të pritet që në laborator të lindë energji e re.

V. Një parim i provuar nga Pasteur sipas të cilit nuk mund të pritet që një qenie e gjallë të lindë në një laborator.

d Parimi sipas të cilit nuk mund të krijohet asnjë rend apo model i ri informacion.

Nga të gjitha këto dhe ndalime të tjera mund të thuhet se këto janë rregulla të pritjes dhe jo ligje të natyrës. Ata janë aq afër të vërtetës sa që çdo përjashtim është me interes ekstrem.

Gjëja më interesante qëndron në marrëdhënien midis këtyre ndalimeve themelore. Për shembull, siç e dimë tani, ekziston një lidhje midis ruajtjes së energjisë dhe ruajtjes së materies, për shkak të së cilës secila prej këtyre ndalimeve mohohet gjatë kalimit të materies në energji dhe, siç mund të supozohet, gjatë kalimit të energji në materie.

Por mbi të gjitha tani do të na interesojë i fundit nga këto parime - pohimi se në fushat e komunikimit, organizimit, të menduarit, të mësuarit dhe evolucionit, "asgjë nuk vjen nga asgjë" pa informacion.

Ky ligj ndryshon nga ligjet e ruajtjes së energjisë dhe materies në atë që nuk përmban një ndalim për shkatërrimin dhe humbjen e informacionit, modelin ose entropinë negative. Fatkeqësisht (ose për fat të mirë), modelet dhe informacioni shkatërrohen shumë lehtë nga ngjarje të rastësishme. Si të thuash, mesazhet dhe udhëzimet me të cilat ndërtohet rendi janë mbishkrimet në rërë ose në sipërfaqen e ujit. Pothuajse çdo ndikim, edhe lëvizja më e vogël Browniane, i shkatërron ato. Informacioni mund të harrohet ose shtrembërohet. Kodimi mund të humbasë.

Mesazhet nuk janë më mesazhe nëse askush nuk mund t'i lexojë ato. Pa Gurin e Rozetës, ne nuk do të mund të lexonim asgjë të shkruar në hieroglifë egjiptianë. Ata nuk do të mbeten asgjë më shumë se dizajne të këndshme në papirus ose gurë. Që një model të ketë kuptim - ose të paktën të njihet si një model - ai duhet të plotësohet nga modele të tjera, ose ndoshta aftësi. Dhe këto aftësi janë po aq kalimtare sa vetë modelet - ato shkruhen gjithashtu në rërë ose në sipërfaqen e ujit.

Origjina e aftësisë për t'iu përgjigjur një mesazhi është një anë shtesë, e kundërt e evolucionit. Kjo koevolucioni(shih Fjalorin).

Paradoksalisht, e vërteta e thellë, por e paplotë se “asgjë nuk vjen nga asgjëja” ndeshet me një kontradiktë interesante kur kalojmë në fushën e informacionit dhe organizimit: zero, pra mungesa e plotë e ndonjë ngjarjeje të dukshme, mund të jetë një mesazh. Larva e rriqrës ngjitet në një pemë dhe qëndron në një degë të dalë. Nëse ndjen erën e djersës, ajo bie, me disa mundësi që të bjerë mbi një gjitar. Por nëse brenda pak javësh ajo nuk ka erë djerse, ajo bie dhe ngjitet në një pemë tjetër.


Nëse nuk keni shkruar një letër, nuk keni kërkuar falje, nuk e keni ushqyer macen - e gjithë kjo mund të jetë një mesazh i mjaftueshëm dhe efektiv, sepse zero e vendosur në kontekst, mund të marrë kuptim; dhe kontekstin e krijon ai që e percepton mesazhin. Aftësia për të krijuar kontekstështë aftësia e tij, dhe formimi i kësaj aftësie është gjysma e tij e bashkëevolucionit të përmendur më sipër. Ai duhet ta fitojë këtë aftësi përmes stërvitjes ose mutacionit të suksesshëm, pra si rezultat i përdorimit të suksesshëm të rastësisë. Në njëfarë kuptimi, marrësi i mesazhit duhet të jetë gati për zbulimin e kërkuar kur të arrijë.

Pra, është e mundur që procesi stokastik të mos i bindet parimit se "asgjë nuk vjen nga asgjëja" pa informacion. Mund të jetë një mjet i aftë për të përzgjedhur komponentë të rastësishëm, duke i shndërruar ato në informacion të ri gatishmërinë. Por për këtë është e nevojshme të kemi gjithmonë një burim dukurish të rastësishme nga të cilat mund të nxirren informacione të reja.

Kjo rrethanë e ndan të gjithë fushën e organizimit, evolucionit, maturimit dhe mësimit në dy fusha të veçanta, njëra prej të cilave është fusha e epigjenezës ose embriologjisë dhe e dyta e evolucionit dhe të mësuarit.

Waddington preferoi ta quante zonën e tij të interesit kryesor fjalë epigjeneza, duke e përdorur atë në vend të termit të pranuar më parë embriologjia. Termi i tij thekson faktin se çdo hap në zhvillimin e embrionit është një akt formimi(në greqisht gjenezë), që duhet të ndodhë bazuar në(në greqisht epi) status quo ante i menjëhershëm.* Është karakteristikë për Waddington që ai është përçmues ndaj teorisë së pranuar përgjithësisht të informacionit - sipas mendimit të tij, ajo nuk merr parasysh plotësisht informacionin "e ri" që lind, siç beson ai, në çdo fazë. të epigjenezës. Në të vërtetë, sipas teorisë së pranuar përgjithësisht, në këtë rast nuk shtohet asnjë informacion i ri.

Në mënyrë ideale, epigjeneza do t'i ngjante zhvillimit të një tautologjie komplekse (shih Fjalorin), në të cilën, pas formulimit të aksiomave dhe përkufizimeve, nuk shtohet asgjë më shumë. Teorema e Pitagorës tashmë është e përfshirë në mënyrë implicite (d.m.th., e ngulitur tashmë) në aksiomat, përkufizimet dhe postulatet e Euklidit. E vetmja gjë që kërkohet është nxjerrja e tij, dhe për këtë ne duhet të dimë deri diku sekuencën e hapave të nevojshëm. Nevoja për një informacion të tillë lind vetëm kur tautologjia Euklidiane shprehet me fjalë dhe simbole, të renditura në mënyrë sekuenciale në letër ose në kohë. Në një tautologji ideale nuk ka kohë, nuk ka zhvillim dhe nuk ka kontradikta. Një tautologji përmban gjithçka që fshihet në të, por e gjithë kjo, natyrisht, nuk është e vendosur në hapësirë.

Në ndryshim nga epigjeneza dhe tautologjia, të cilat janë fusha e riprodhimit, ekziston gjithashtu një zonë e gjerë, duke përfshirë krijimtarinë, artin, të mësuarit dhe evolucionin, ku proceset e ndryshimit varen nga rastësia. Thelbi i epigjenezës është riprodhimi i parashikueshëm; thelbi i të mësuarit dhe evolucionit është eksplorimi dhe ndryshimi.

Kur transmetojnë kulturën njerëzore, njerëzit gjithmonë përpiqen ta riprodhojnë atë sa më saktë që të jetë e mundur, duke ia përcjellë aftësitë dhe vlerat e tyre brezit të ardhshëm; por kjo përpjekje gjithmonë dhe në mënyrë të pashmangshme përfundon në dështim, sepse baza e transmetimit kulturor nuk është ADN-ja, por mësimi. Procesi i transmetimit kulturor është një hibrid ose përzierje e këtyre dy mekanizmave. Ai në mënyrë të pashmangshme përpiqet të sigurojë riprodhimin përmes edukimit, pasi vetë prindërit fituan gjithçka në këtë mënyrë. Edhe nëse një pasardhës merrte disi mrekullisht ADN me aftësitë e prindërve të tij, atëherë këto aftësi do të shfaqeshin ndryshe dhe ndoshta do të ishte e papërshtatshme.

Është interesante se mes këtyre dy zonave qëndron fenomeni kulturor shpjegime, domethënë, hartëzimi i sekuencave të panjohura të ngjarjeve në një tautologji.

Si përfundim, përmbajtja më e thellë e botës së epigjenezës dhe evolucionit shprehet nga paradigma e dyfishtë e ligjit të dytë të termodinamikës, i cili thotë se 1) veprimi i rastësishëm i probabilitetit shkatërron gjithmonë rendin, modelin dhe entropinë negative, por në të njëjtën kohë. , kërkon veprim për të krijuar një rastësi të re të rendit, një numër të madh mundësish të papërdorura (entropia). Është si rezultat i rastësisë që organizmat grumbullojnë mutacione të reja, dhe është rastësia që mësimi stokastik nxjerr zgjidhjet e tij. Evolucioni çon në një kulm - ngopjen ekologjike të të gjitha mundësive të diferencimit. Mësimi mbingarkon trurin. Lloji i mbijetuar përsëri dhe përsëri lëshon rezervat e tij të kujtesës: në mënyrë që të jetë gati për të perceptuar diçka të re, ai kthehet në prodhimin masiv të vezëve të patrajnuara.

  • Përkthimi

Pak kohë më parë, filloi një diskutim shumë aktiv midis kozmologëve dhe filozofëve të shkencës për arsyet e ekzistencës së Universit. Po, këtu nuk po bëjmë marrëzi.

Së pari, Lawrence Krauss botoi një libër të ri, "Një Univers nga asgjëja. ​​Pse nuk keni nevojë për një Zot për të krijuar një univers nga bosh" (bazuar, pjesërisht, në një leksion popullor në dispozicion në YouTube), duke e mbuluar këtë çështje nga këndvështrimi i një kozmologu modern. Pastaj David Albert, një filozof bashkëkohor i shkencës, shkroi një përmbledhje të ashpër të librit për New York Times. Ky diskutim ka vazhduar që atëherë: një intervistë me Jerry Coyne (në anën e Albertit), blogu Rutgers Philosophy of Cosmology, një intervistë e gjatë me Krauss në The Atlantic, komente nga Massimo Pigliucci, një përgjigje tjetër nga Krauss në faqen e internetit Scientific American.

Për arsye personale dhe shkencore do të fusja edhe unë mendimin tim. Origjina e universit është një nga temat e punës sime, dhe Lawrence dhe David janë miqtë dhe partnerët e mi në blog. Artikulli do të jetë i gjatë, ndaj do të bëj një përmbledhje të shkurtër. Përafërsisht, problemi rreth "pse ekziston diçka?" Ka dy lloje pyetjesh. Një nga llojet, i bazuar në një platformë ligjesh fizike mjaft fleksibël për të lejuar ekzistencën e "diçka" ose "asgjë" (dhe koncepti i "diçka" mund të përfshijë edhe kohën dhe hapësirën), tingëllon si: pse në të vërtetë A ka ndonjë gjë në manifestimin e realitetit? Një lloj tjetër pyetjeje është pse e kemi këtë platformë të veçantë të ligjeve fizike, apo edhe diçka të quajtur "ligje fizike"?

Lawrence, për ta thënë thjesht, po trajton llojin e parë të pyetjes, dhe Davidi është i interesuar për të dytën, dhe të dyja palët harxhojnë shumë energji duke këmbëngulur që pyetja e tyre është më e mira, në vend që të kuptojnë se pyetjet janë të ndryshme. Asgjë në fizikën moderne nuk shpjegon pse ne kemi ligjet që kemi dhe jo të tjerët, megjithëse fizikantët ndonjëherë flasin për këtë - dhe është një gabim që mund ta shmangnin nëse do t'i kishin marrë më seriozisht filozofët.

Më pas diskutimi zbret shpejt në akuza dhe debate për gjëra të gabuara, gjë që është për të ardhur keq, pasi këta njerëz janë të zgjuar dhe bien dakord në 95% të problemeve interesante, dhe shanset për një dialog produktiv janë vazhdimisht në rënie.

Si funksionon Universi

Le të flasim për mënyrën se si fizika funksionon në të vërtetë, sipas koncepteve tona. Që nga koha e Njutonit, paradigma e fizikës themelore nuk ka ndryshuar; ai përfshin tre pjesë. E para është "hapësira e gjendjes": në thelb një listë e të gjitha konfigurimeve të mundshme në të cilat Universi mund të ekzistojë. E dyta është një gjendje e caktuar që përfaqëson Universin në një moment të caktuar kohor, zakonisht atë aktual. E treta është një rregull i caktuar sipas të cilit Universi zhvillohet në kohë. Më jep Universin sot dhe ligjet e fizikës do t'ju tregojnë se çfarë do të ndodhë me të në të ardhmen. Kjo mënyrë e të menduarit nuk është më pak e vërtetë për mekanikën kuantike ose relativitetin e përgjithshëm ose teorinë e fushës kuantike sesa për mekanikën e Njutonit ose elektrodinamikën Maxwelliane.

Mekanika kuantike, në veçanti, është një zbatim i veçantë, por shumë i gjithanshëm i kësaj skeme. (Teoria kuantike e fushës është vetëm një shembull specifik i mekanikës kuantike, jo një mënyrë e re e të menduarit). Shtetet janë "funksione valore" dhe grupi i të gjitha funksioneve të mundshme valore të një sistemi të caktuar quhet "hapësirë ​​Hilbert". Avantazhi i tij është se kufizon shumë grupin e mundësive (sepse është një hapësirë ​​vektoriale: një shënim për ekspertët). Pasi të më tregoni madhësinë e tij (numrin e dimensioneve), ju keni përcaktuar plotësisht hapësirën tuaj Hilbert. Kjo është rrënjësisht e ndryshme nga mekanika klasike, në të cilën hapësira shtetërore mund të bëhet jashtëzakonisht komplekse. Dhe ekziston gjithashtu një makinë - "Hamiltonian" - e cila tregon saktësisht se si të zhvillohet nga një gjendje në tjetrën me kalimin e kohës. E përsëris se nuk ka shumë varietete hamiltonianësh; mjafton të shkruani një listë të caktuar të sasive (eigenvlerat e energjisë - sqarim për ju, ekspertë të bezdisshëm).

Është e nevojshme të mbash një mendje të hapur se çfarë forme do të marrin ligjet rezultuese të fizikës, por pothuajse të gjitha përpjekjet moderne për t'i nxjerrë ato pranojnë mekanikën kuantike si të vërtetë. Kjo është e vërtetë si për teorinë e fijeve, ashtu edhe për qasjet e tjera ndaj gravitetit kuantik - ato mund të ndryshojnë shumë në pikëpamjet e tyre se nga çfarë përbëhet "hapësirëkoha" ose "materia", por ato shumë rrallë i trajtojnë pa kujdes bazat e mekanikës kuantike. Kjo vlen qartë për të gjitha opsionet që Lawrence konsideron në librin e tij. Në këtë platformë, përcaktimi i "ligjeve të fizikës" është çështje e zgjedhjes së një hapësire Hilbert (e cila nga ana tjetër kërkon vetëm përcaktimin e madhësisë së saj) dhe një Hamiltoniane. Një nga gjërat e bukura të mekanikës kuantike është se sa kufizuese është ajo; ne nuk kemi shumë liri për të zgjedhur midis llojeve të ligjeve të fizikës. Duket se ka shumë vend për kreativitet, pasi hapësira e Hilbertit mund të jetë shumë e madhe, dhe thelbi i thjeshtë i Hamiltonian mund të fshihet nga ndërveprimet tona komplekse me botën përreth nesh, por receta bazë mbetet e njëjtë.

Pra, çfarë do të thotë biseda "universi nga asgjëja" brenda kësaj platforme? Ne ende duhet të zgjedhim midis dy mundësive, por të paktën kjo listë me dy pika është gjithëpërfshirëse.

Mundësia e parë: Koha është Themelore

Mundësia e parë është që gjendja kuantike e universit në të vërtetë të ndryshojë me kalimin e kohës - domethënë, Hamiltoniani nuk është zero, dhe në të vërtetë e shtyn gjendjen përpara në kohë. Ky rast duket i përgjithshëm (ka më shumë mënyra për të qenë i ndryshëm nga zero se sa për të qenë zero), dhe është ajo që ne shpenzojmë kohë duke eksploruar në kurset hyrëse kur prezantojmë për herë të parë mekanikën kuantike për studentët e guximshëm. Një implikim i mrekullueshëm dhe i nënvlerësuar i mekanikës kuantike është se nëse kjo mundësi rezulton e vërtetë (universi me të vërtetë evoluon), koha nuk mund të fillojë ose të përfundojë - ajo vazhdon përgjithmonë. Kjo nuk është aspak si mekanika klasike, në të cilën trajektorja e universit përmes hapësirës shtetërore mund ta shtyjë atë në një singularitet, në të cilin koha supozohet të ndalojë rrjedhën. Në mekanikën kuantike, çdo gjendje nuk është më e keqe se çdo tjetër dhe evolucioni do të vazhdojë për fat të mirë.

Pra, si lidhet kjo me pyetjen "diçka kundër asgjëje"? Ndërsa gjendja kuantike e Universit evoluon, ai mund të kalojë nëpër faza në të cilat nuk ngjan shumë me asgjë në kuptimin konvencional - domethënë si hapësira boshe, ose si një fazë e çuditshme jogjeometrike në të cilën ne nuk do ta njihnim hapësirën në të gjitha. Më vonë, përmes ndikimit të pamëshirshëm të Hamiltonianit, ai mund të evoluojë në diçka që është shumë e ngjashme me "diçka", madje shumë e ngjashme me universin që shohim sot. Pra, nëse përkufizimi juaj për "asgjë" është "zbrazëti" ose "mungesa e hapësirës", atëherë ligjet e mekanikës kuantike ofrojnë një mënyrë të përshtatshme për të kuptuar se si asgjë nuk mund të kthehet në diçka të mrekullueshme brenda së cilës gjendemi. Kjo është interesante dhe e rëndësishme dhe e denjë për një libër, dhe është një nga mundësitë që Lawrence diskuton.

Mundësia dy: koha është dytësore / përafërsisht.

Mundësia e dytë është që Universi të mos evoluojë fare - Hamiltoniani është zero, hapësira e gjendjeve të mundshme ekziston, por ne thjesht jemi ulur pa lëvizur në të, pa një "rrjedhje kohore" themelore. Ju mund të vendosni se kjo mundësi është logjike, por jo e besueshme; Në fund të fundit, a nuk e shohim sesi gjithçka rreth nesh ndryshon gjatë gjithë kohës? Por është pikërisht kjo mundësi që do të hasni menjëherë nëse thjesht merrni relativitetin e përgjithshëm klasik dhe përpiqeni ta kuantizoni atë (d.m.th., shpikni një teori kuantike që konvergjon në relativitetin e përgjithshëm në kufirin klasik). Ne nuk e dimë nëse kjo është e vërtetë - Tom Banks, për shembull, mendon se nuk është - por është një mundësi, kështu që ne duhet të mendojmë se çfarë mund të thotë nëse do të ishte e vërtetë.

Ne, sigurisht, besojmë se e përjetojmë kalimin e kohës, por ndoshta koha është një gjë dytësore, jo themelore (nuk mendoj se është e saktë të përdoret fjala "iluzore" në këtë kontekst, por të tjerët nuk janë aq kujdes). Kjo do të thotë, ndoshta ekziston një përshkrim alternativ i kësaj pike fikse në hapësirën e Hilbertit - një përshkrim afërsisht i ngjashëm me "Universi evoluon me kalimin e kohës", të paktën për një kohë. Imagjinoni një bllok metali të vendosur në një sipërfaqe të nxehtë, që nuk evoluon në kohë, por me një gradient të temperaturës të shpërndarë nga lart poshtë. Është konceptualisht e mundur që të ndahet ky bllok në shtresa me temperaturë të barabartë, dhe më pas të shkruhet një ekuacion që tregon se si gjendja e bllokut ndryshon nga shtresa në shtresë dhe të zbulohet se formalizmi matematikor që rezulton është i ngjashëm me "evolucionin me kalimin e kohës". Në këtë rast, ndryshe nga ai i mëparshmi, koha mund të përfundojë (ose të fillojë) sepse fillimisht ishte një përafrim i dobishëm, i vlefshëm në kushte të caktuara.

Ky është pikërisht opsioni që kozmologët kuantikë si James Hartle, Stephen Hawking, Alex Vilenkin, Andrei Linde dhe të tjerë kanë parasysh kur flasin për "krijimin e Universit nga asgjëja". Në këtë pikëpamje, ka fjalë për fjalë një moment në historinë e universit para të cilit nuk ka ekzistuar asnjë moment tjetër. Ekziston një kufi kohor (me sa duket përpara Big Bengut) përpara të cilit nuk kishte asgjë. Nuk ka rëndësi, nuk ka funksion valë kuantike; nuk kishte asgjë të mëparshme, pasi koncepti "para-" nuk ka asnjë kuptim. Kjo është gjithashtu interesante, e rëndësishme dhe ia vlen të shkruhet një libër për të, dhe kjo është një tjetër nga mundësitë që Lawrence diskuton.

Pse ekziston Universi fare?

Pra, fizika moderne na ka dhënë këto dy ide, të cilat janë mjaft interesante dhe i përgjigjen idesë sonë joformale se si "diçka duket nga asgjëja". Njëri prej tyre flet për evolucionin nga hapësira boshe (ose pa hapësirë) në një Univers plot me gjithçka, dhe tjetri flet për kohën si një koncept të përafërt që përfundon në një kufi në hapësirën abstrakte të mundësive.

Pra, për çfarë duhet të ankohemi? Nëse mendoni për këtë, një arsyetim i tillë, nëse pranoni një përkufizim specifik të konceptit të "asgjë", mund të shpjegojë se si Universi mund të lindë nga asgjëja. Por ata nuk shpjegojnë, madje as përpiqen të shpjegojnë, pse ekziston diçka - pse ky evolucion i një funksioni valor, apo pse edhe i gjithë ky sistem "funksionesh valore" dhe "Hamiltonianët" do të ishte një mënyrë e vlefshme për të arsyetuar rreth universit. . Dhe ndoshta nuk ju interesojnë këto pyetje dhe askush nuk ka të drejtë t'ju heqë të drejtën për të mos u interesuar për to; por nëse nëntitulli i librit tuaj është "pse ekziston diçka në vend të asgjëje", ju në thelb po hiqni dorë nga e drejta për të mos u interesuar për të.

A na ndihmon zhvillimi i fizikës dhe kozmologjisë moderne për t'iu qasur këtyre pyetjeve se pse ekziston diçka që quhet "univers" fare, pse ekzistojnë gjëra të tilla si "ligjet e fizikës", pse këto ligje marrin formën e mekanikës kuantike, pse kjo funksioni i veçantë valor dhe Hamiltonian? Shkurt, jo. Është e paqartë për mua se si mund ta bëjnë këtë.

Ndonjëherë fizikanët pretendojnë t'u përgjigjen këtyre pyetjeve, gjë që është një gjë e keqe sepse ata thjesht janë dembelë dhe nuk përpiqen të mendojnë me kujdes për problemin. Ju, për shembull, mund të dëgjoni pretendime se ligjet tona të fizikës mund të jenë i vetmi lloj ligjesh i imagjinueshëm, ose më të thjeshtët e mundshëm. Por qartësisht nuk është kështu. Brenda kuadrit të mekanikës kuantike, ka një numër të pafund hapësirash të mundshme të Hilbertit dhe një numër të pafund të Hamiltonianëve të mundshëm, secila prej të cilave përcakton një grup ligjesh krejtësisht të vlefshme të fizikës. Dhe vetëm njëri prej tyre mund të jetë i saktë, ndaj është absurde të thuhet se ligjet tona mund të jenë të vetmet e mundshme.

Thirrjet për thjeshtësi nuk ndihmojnë as këtu. Universi mund të jetë pika e vetme që nuk ndryshon me kalimin e kohës. Ose një oshilator i vetëm, që lëkundet pafundësisht përpara dhe mbrapa. Do të ishte shumë e thjeshtë. Një ditë mund të shfaqet një përkufizim i caktuar i thjeshtësisë, sipas të cilit ligjet tona do të rezultojnë të jenë më të thjeshtat, por gjithmonë do të ketë të tjerë sipas të cilëve nuk janë. Në çdo rast, atëherë mund të shtrojmë pyetjen, pse ligjet duhet të jenë të thjeshta? Po kështu, thënia "ndoshta të gjitha ligjet fizike janë reale diku" nuk i përgjigjet pyetjes sonë. Pse të gjitha ligjet fizike janë reale?

Dhe ndonjëherë, nga ana tjetër, kozmologët modernë flasin për ligje të ndryshme të fizikës në kontekstin e multiversit, dhe sugjerojnë që ne të shohim një grup ligjesh dhe jo një tjetër, për arsye thelbësisht antropike. Por kjo, përsëri, është pakujdesi e thjeshtë. Ne po flasim për një manifestim me energji të ulët të ligjeve bazë, por këto ligje bazë janë të njëjta në të gjithë multiversin. Ne ende kemi çështjen e ekzistencës së këtyre ligjeve të thella që krijojnë multiversin.

Fundi i shpjegimit

Të gjitha këto pyetje janë interesante për t'u bërë dhe asnjë prej tyre nuk është përgjigjur nga fizika apo kozmologjia moderne. Ose të paktën janë argëtuese për t'i marrë, por për mendimin tim, përgjigja më e mirë është t'i heqësh shpejt. Në këtë pikë, ki parasysh, ne kemi arritur tashmë në një problem thjesht filozofik, jo shkencor.

Pse pyetjet nuk ekzistojnë në vakum; ato kanë kuptim në një kontekst shpjegues. Nëse pyesim "pse pula kaloi rrugën?" [tema e njohur e shakave të shkurtra / përafërsisht. përkth.], kuptojmë se ka gjëra të tilla si rrugët, ato kanë veti të veçanta, dhe gjërat që quhen "pula" kanë qëllime dhe motive të ndryshme, dhe ka gjëra që ekzistojnë në anën tjetër të rrugës ose avantazhe të tjera të kalimit të saj. . Vetëm në këtë kontekst mund të ofrohet një përgjigje kuptimplotë për pyetjen “pse”. Por universi dhe ligjet e fizikës nuk janë të ngulitura në një kontekst më të gjerë. Ky është tashmë konteksti më i madh ekzistues, me sa dimë. Nuk ka asgjë të keqe të pranosh se sekuenca e shpjegimeve ndahet diku dhe i vetmi shpjegim që mbetet mund të jetë "kështu funksionojnë gjërat".

Epo, apo jo. Ne duhet të jemi empirikë të mirë dhe të jemi të hapur ndaj mundësisë që ajo që mendojmë si univers të ekzistojë në një kontekst më të gjerë. Por atëherë ne ndoshta do ta ripërcaktojmë atë si univers dhe do të mbetemi me të njëjtat pyetje. Për sa kohë që ju pranoni se universi ka më shumë se një mënyrë të mundshme ekzistimi, zinxhiri i shpjegimit do të ketë gjithmonë një fund. Mund të jem i gabuar, por këmbëngulja se "universi duhet të shpjegojë vetveten" është shumë e paarsyeshme.

Tinguj dhe furi

Kjo është ajo që mund të them për këto pyetje interesante, por nuk kam forcë të rezistoj të bëj disa komente për pikat procedurale.

Së pari, unë mendoj se libri i Lawrence ka shumë më tepër kuptim si pjesë e debatit popullor "ateizmi kundër teizmit" sesa thjesht si një shqyrtim i plotë filozofik i një problemi të vjetër. Pasthënia e librit u shkrua nga Richard Dawkins, dhe Lawrence fillimisht i kërkoi Christopher Hitchens-it për këtë favor, ndërsa ai nuk ishte ende shumë i sëmurë - dhe të dy këta njerëz, megjithëse shumë të zgjuar, nuk janë as kozmologë dhe as filozofë. Nëse vendosni të refuzoni pretendimet për domosdoshmërinë e ekzistencës (ose dobisë) së një Krijuesi brenda kornizës kozmologjike, atëherë argumentet e mësipërme rreth "krijimit nga asgjëja" vlejnë vërtet. Universi fizik në mënyrë të përkryer mund të jetë i vetë-mjaftueshëm; nuk ka nevojë për asgjë dhe askënd jashtë për ta nisur, edhe sikur të kishte një “fillim”. Kjo nuk i përgjigjet pyetjes klasike të Leibniz-it, por ka pak dyshim se ky fakt është një veti e jashtëzakonshme e fizikës moderne dhe ka implikime interesante për kozmologjinë themelore.

Së dyti, pas publikimit të rishikimit të Davidit, Lawrence sulmoi pa sukses "filozofët idiotë" dhe filozofinë në përgjithësi, në vend që të vazhdonte të zhvillonte një diskutim kuptimplotë për çështjet me interes. Ashtu si shumica e shkencëtarëve, Lawrence merr pak nga filozofia e shkencës. Por qëllimi i filozofisë nuk është të jetë i dobishëm për shkencën, më shumë se qëllimi i mykologjisë është të jetë i dobishëm për kërpudhat. Filozofët e shkencës nuk përpiqen të bëjnë shkencë, ata përpiqen të kuptojnë se si funksionon shkenca dhe si duhet të funksionojë, zgjedhin logjikën dhe standardet që qëndrojnë në themel të argumentimit shkencor, vendosin njohuritë shkencore brenda një konteksti më të gjerë epistemologjik dhe bëjnë shumë gjëra të tjera interesante; gjëra pa pretenduar se janë shkencë. Dhe nëse nuk jeni të interesuar, është mirë. Por mos u përpiqni të minoni legjitimitetin e një fushe duke e sulmuar atë - është marrëzi dhe jo intelektuale dhe përfaqëson saktësisht të njëjtin hezitim për të debatuar me respekt me studiues nga një fushë tjetër që ne e dëshpërojmë kur bëhet fjalë për shkencën. Është për të ardhur keq që njerëzit e zgjuar që bien dakord për gjërat më të rëndësishme nuk mund të mos pajtohen për gjithçka tjetër pa iu drejtuar fyerjeve. Ne duhet të përpiqemi të ngrihemi mbi këtë.

Etiketa: Shtoni etiketa

  • Përkthimi

Pak kohë më parë, filloi një diskutim shumë aktiv midis kozmologëve dhe filozofëve të shkencës për arsyet e ekzistencës së Universit. Po, këtu nuk po bëjmë marrëzi.

Së pari, Lawrence Krauss botoi një libër të ri, "Një Univers nga asgjëja. ​​Pse nuk keni nevojë për një Zot për të krijuar një univers nga bosh" (bazuar, pjesërisht, në një leksion popullor në dispozicion në YouTube), duke e mbuluar këtë çështje nga këndvështrimi i një kozmologu modern. Pastaj David Albert, një filozof bashkëkohor i shkencës, shkroi një përmbledhje të ashpër të librit për New York Times. Ky diskutim ka vazhduar që atëherë: një intervistë me Jerry Coyne (në anën e Albertit), blogu Rutgers Philosophy of Cosmology, një intervistë e gjatë me Krauss në The Atlantic, komente nga Massimo Pigliucci, një përgjigje tjetër nga Krauss në faqen e internetit Scientific American.

Për arsye personale dhe shkencore do të fusja edhe unë mendimin tim. Origjina e universit është një nga temat e punës sime, dhe Lawrence dhe David janë miqtë dhe partnerët e mi në blog. Artikulli do të jetë i gjatë, ndaj do të bëj një përmbledhje të shkurtër. Përafërsisht, problemi rreth "pse ekziston diçka?" Ka dy lloje pyetjesh. Një nga llojet, i bazuar në një platformë ligjesh fizike mjaft fleksibël për të lejuar ekzistencën e "diçka" ose "asgjë" (dhe koncepti i "diçka" mund të përfshijë edhe kohën dhe hapësirën), tingëllon si: pse në të vërtetë A ka ndonjë gjë në manifestimin e realitetit? Një lloj tjetër pyetjeje është pse e kemi këtë platformë të veçantë të ligjeve fizike, apo edhe diçka të quajtur "ligje fizike"?

Lawrence, për ta thënë thjesht, po trajton llojin e parë të pyetjes, dhe Davidi është i interesuar për të dytën, dhe të dyja palët harxhojnë shumë energji duke këmbëngulur që pyetja e tyre është më e mira, në vend që të kuptojnë se pyetjet janë të ndryshme. Asgjë në fizikën moderne nuk shpjegon pse ne kemi ligjet që kemi dhe jo të tjerët, megjithëse fizikantët ndonjëherë flasin për këtë - dhe është një gabim që mund ta shmangnin nëse do t'i kishin marrë më seriozisht filozofët.

Më pas diskutimi zbret shpejt në akuza dhe debate për gjëra të gabuara, gjë që është për të ardhur keq, pasi këta njerëz janë të zgjuar dhe bien dakord në 95% të problemeve interesante, dhe shanset për një dialog produktiv janë vazhdimisht në rënie.

Si funksionon Universi

Le të flasim për mënyrën se si fizika funksionon në të vërtetë, sipas koncepteve tona. Që nga koha e Njutonit, paradigma e fizikës themelore nuk ka ndryshuar; ai përfshin tre pjesë. E para është "hapësira e gjendjes": në thelb një listë e të gjitha konfigurimeve të mundshme në të cilat Universi mund të ekzistojë. E dyta është një gjendje e caktuar që përfaqëson Universin në një moment të caktuar kohor, zakonisht atë aktual. E treta është një rregull i caktuar sipas të cilit Universi zhvillohet në kohë. Më jep Universin sot dhe ligjet e fizikës do t'ju tregojnë se çfarë do të ndodhë me të në të ardhmen. Kjo mënyrë e të menduarit nuk është më pak e vërtetë për mekanikën kuantike ose relativitetin e përgjithshëm ose teorinë e fushës kuantike sesa për mekanikën e Njutonit ose elektrodinamikën Maxwelliane.

Mekanika kuantike, në veçanti, është një zbatim i veçantë, por shumë i gjithanshëm i kësaj skeme. (Teoria kuantike e fushës është vetëm një shembull specifik i mekanikës kuantike, jo një mënyrë e re e të menduarit). Shtetet janë "funksione valore" dhe grupi i të gjitha funksioneve të mundshme valore të një sistemi të caktuar quhet "hapësirë ​​Hilbert". Avantazhi i tij është se kufizon shumë grupin e mundësive (sepse është një hapësirë ​​vektoriale: një shënim për ekspertët). Pasi të më tregoni madhësinë e tij (numrin e dimensioneve), ju keni përcaktuar plotësisht hapësirën tuaj Hilbert. Kjo është rrënjësisht e ndryshme nga mekanika klasike, në të cilën hapësira shtetërore mund të bëhet jashtëzakonisht komplekse. Dhe ekziston gjithashtu një makinë - "Hamiltonian" - e cila tregon saktësisht se si të zhvillohet nga një gjendje në tjetrën me kalimin e kohës. E përsëris se nuk ka shumë varietete hamiltonianësh; mjafton të shkruani një listë të caktuar të sasive (eigenvlerat e energjisë - sqarim për ju, ekspertë të bezdisshëm).

Është e nevojshme të mbash një mendje të hapur se çfarë forme do të marrin ligjet rezultuese të fizikës, por pothuajse të gjitha përpjekjet moderne për t'i nxjerrë ato pranojnë mekanikën kuantike si të vërtetë. Kjo është e vërtetë si për teorinë e fijeve, ashtu edhe për qasjet e tjera ndaj gravitetit kuantik - ato mund të ndryshojnë shumë në pikëpamjet e tyre se nga çfarë përbëhet "hapësirëkoha" ose "materia", por ato shumë rrallë i trajtojnë pa kujdes bazat e mekanikës kuantike. Kjo vlen qartë për të gjitha opsionet që Lawrence konsideron në librin e tij. Në këtë platformë, përcaktimi i "ligjeve të fizikës" është çështje e zgjedhjes së një hapësire Hilbert (e cila nga ana tjetër kërkon vetëm përcaktimin e madhësisë së saj) dhe një Hamiltoniane. Një nga gjërat e bukura të mekanikës kuantike është se sa kufizuese është ajo; ne nuk kemi shumë liri për të zgjedhur midis llojeve të ligjeve të fizikës. Duket se ka shumë vend për kreativitet, pasi hapësira e Hilbertit mund të jetë shumë e madhe, dhe thelbi i thjeshtë i Hamiltonian mund të fshihet nga ndërveprimet tona komplekse me botën përreth nesh, por receta bazë mbetet e njëjtë.

Pra, çfarë do të thotë biseda "universi nga asgjëja" brenda kësaj platforme? Ne ende duhet të zgjedhim midis dy mundësive, por të paktën kjo listë me dy pika është gjithëpërfshirëse.

Mundësia e parë: Koha është Themelore

Mundësia e parë është që gjendja kuantike e universit në të vërtetë të ndryshojë me kalimin e kohës - domethënë, Hamiltoniani nuk është zero, dhe në të vërtetë e shtyn gjendjen përpara në kohë. Ky rast duket i përgjithshëm (ka më shumë mënyra për të qenë i ndryshëm nga zero se sa për të qenë zero), dhe është ajo që ne shpenzojmë kohë duke eksploruar në kurset hyrëse kur prezantojmë për herë të parë mekanikën kuantike për studentët e guximshëm. Një implikim i mrekullueshëm dhe i nënvlerësuar i mekanikës kuantike është se nëse kjo mundësi rezulton e vërtetë (universi me të vërtetë evoluon), koha nuk mund të fillojë ose të përfundojë - ajo vazhdon përgjithmonë. Kjo nuk është aspak si mekanika klasike, në të cilën trajektorja e universit përmes hapësirës shtetërore mund ta shtyjë atë në një singularitet, në të cilin koha supozohet të ndalojë rrjedhën. Në mekanikën kuantike, çdo gjendje nuk është më e keqe se çdo tjetër dhe evolucioni do të vazhdojë për fat të mirë.

Pra, si lidhet kjo me pyetjen "diçka kundër asgjëje"? Ndërsa gjendja kuantike e Universit evoluon, ai mund të kalojë nëpër faza në të cilat nuk ngjan shumë me asgjë në kuptimin konvencional - domethënë si hapësira boshe, ose si një fazë e çuditshme jogjeometrike në të cilën ne nuk do ta njihnim hapësirën në të gjitha. Më vonë, përmes ndikimit të pamëshirshëm të Hamiltonianit, ai mund të evoluojë në diçka që është shumë e ngjashme me "diçka", madje shumë e ngjashme me universin që shohim sot. Pra, nëse përkufizimi juaj për "asgjë" është "zbrazëti" ose "mungesa e hapësirës", atëherë ligjet e mekanikës kuantike ofrojnë një mënyrë të përshtatshme për të kuptuar se si asgjë nuk mund të kthehet në diçka të mrekullueshme brenda së cilës gjendemi. Kjo është interesante dhe e rëndësishme dhe e denjë për një libër, dhe është një nga mundësitë që Lawrence diskuton.

Mundësia dy: koha është dytësore / përafërsisht.

Mundësia e dytë është që Universi të mos evoluojë fare - Hamiltoniani është zero, hapësira e gjendjeve të mundshme ekziston, por ne thjesht jemi ulur pa lëvizur në të, pa një "rrjedhje kohore" themelore. Ju mund të vendosni se kjo mundësi është logjike, por jo e besueshme; Në fund të fundit, a nuk e shohim sesi gjithçka rreth nesh ndryshon gjatë gjithë kohës? Por është pikërisht kjo mundësi që do të hasni menjëherë nëse thjesht merrni relativitetin e përgjithshëm klasik dhe përpiqeni ta kuantizoni atë (d.m.th., shpikni një teori kuantike që konvergjon në relativitetin e përgjithshëm në kufirin klasik). Ne nuk e dimë nëse kjo është e vërtetë - Tom Banks, për shembull, mendon se nuk është - por është një mundësi, kështu që ne duhet të mendojmë se çfarë mund të thotë nëse do të ishte e vërtetë.

Ne, sigurisht, besojmë se e përjetojmë kalimin e kohës, por ndoshta koha është një gjë dytësore, jo themelore (nuk mendoj se është e saktë të përdoret fjala "iluzore" në këtë kontekst, por të tjerët nuk janë aq kujdes). Kjo do të thotë, ndoshta ekziston një përshkrim alternativ i kësaj pike fikse në hapësirën e Hilbertit - një përshkrim afërsisht i ngjashëm me "Universi evoluon me kalimin e kohës", të paktën për një kohë. Imagjinoni një bllok metali të vendosur në një sipërfaqe të nxehtë, që nuk evoluon në kohë, por me një gradient të temperaturës të shpërndarë nga lart poshtë. Është konceptualisht e mundur që të ndahet ky bllok në shtresa me temperaturë të barabartë, dhe më pas të shkruhet një ekuacion që tregon se si gjendja e bllokut ndryshon nga shtresa në shtresë dhe të zbulohet se formalizmi matematikor që rezulton është i ngjashëm me "evolucionin me kalimin e kohës". Në këtë rast, ndryshe nga ai i mëparshmi, koha mund të përfundojë (ose të fillojë) sepse fillimisht ishte një përafrim i dobishëm, i vlefshëm në kushte të caktuara.

Ky është pikërisht opsioni që kozmologët kuantikë si James Hartle, Stephen Hawking, Alex Vilenkin, Andrei Linde dhe të tjerë kanë parasysh kur flasin për "krijimin e Universit nga asgjëja". Në këtë pikëpamje, ka fjalë për fjalë një moment në historinë e universit para të cilit nuk ka ekzistuar asnjë moment tjetër. Ekziston një kufi kohor (me sa duket përpara Big Bengut) përpara të cilit nuk kishte asgjë. Nuk ka rëndësi, nuk ka funksion valë kuantike; nuk kishte asgjë të mëparshme, pasi koncepti "para-" nuk ka asnjë kuptim. Kjo është gjithashtu interesante, e rëndësishme dhe ia vlen të shkruhet një libër për të, dhe kjo është një tjetër nga mundësitë që Lawrence diskuton.

Pse ekziston Universi fare?

Pra, fizika moderne na ka dhënë këto dy ide, të cilat janë mjaft interesante dhe i përgjigjen idesë sonë joformale se si "diçka duket nga asgjëja". Njëri prej tyre flet për evolucionin nga hapësira boshe (ose pa hapësirë) në një Univers plot me gjithçka, dhe tjetri flet për kohën si një koncept të përafërt që përfundon në një kufi në hapësirën abstrakte të mundësive.

Pra, për çfarë duhet të ankohemi? Nëse mendoni për këtë, një arsyetim i tillë, nëse pranoni një përkufizim specifik të konceptit të "asgjë", mund të shpjegojë se si Universi mund të lindë nga asgjëja. Por ata nuk shpjegojnë, madje as përpiqen të shpjegojnë, pse ekziston diçka - pse ky evolucion i një funksioni valor, apo pse edhe i gjithë ky sistem "funksionesh valore" dhe "Hamiltonianët" do të ishte një mënyrë e vlefshme për të arsyetuar rreth universit. . Dhe ndoshta nuk ju interesojnë këto pyetje dhe askush nuk ka të drejtë t'ju heqë të drejtën për të mos u interesuar për to; por nëse nëntitulli i librit tuaj është "pse ekziston diçka në vend të asgjëje", ju në thelb po hiqni dorë nga e drejta për të mos u interesuar për të.

A na ndihmon zhvillimi i fizikës dhe kozmologjisë moderne për t'iu qasur këtyre pyetjeve se pse ekziston diçka që quhet "univers" fare, pse ekzistojnë gjëra të tilla si "ligjet e fizikës", pse këto ligje marrin formën e mekanikës kuantike, pse kjo funksioni i veçantë valor dhe Hamiltonian? Shkurt, jo. Është e paqartë për mua se si mund ta bëjnë këtë.

Ndonjëherë fizikanët pretendojnë t'u përgjigjen këtyre pyetjeve, gjë që është një gjë e keqe sepse ata thjesht janë dembelë dhe nuk përpiqen të mendojnë me kujdes për problemin. Ju, për shembull, mund të dëgjoni pretendime se ligjet tona të fizikës mund të jenë i vetmi lloj ligjesh i imagjinueshëm, ose më të thjeshtët e mundshëm. Por qartësisht nuk është kështu. Brenda kuadrit të mekanikës kuantike, ka një numër të pafund hapësirash të mundshme të Hilbertit dhe një numër të pafund të Hamiltonianëve të mundshëm, secila prej të cilave përcakton një grup ligjesh krejtësisht të vlefshme të fizikës. Dhe vetëm njëri prej tyre mund të jetë i saktë, ndaj është absurde të thuhet se ligjet tona mund të jenë të vetmet e mundshme.

Thirrjet për thjeshtësi nuk ndihmojnë as këtu. Universi mund të jetë pika e vetme që nuk ndryshon me kalimin e kohës. Ose një oshilator i vetëm, që lëkundet pafundësisht përpara dhe mbrapa. Do të ishte shumë e thjeshtë. Një ditë mund të shfaqet një përkufizim i caktuar i thjeshtësisë, sipas të cilit ligjet tona do të rezultojnë të jenë më të thjeshtat, por gjithmonë do të ketë të tjerë sipas të cilëve nuk janë. Në çdo rast, atëherë mund të shtrojmë pyetjen, pse ligjet duhet të jenë të thjeshta? Po kështu, thënia "ndoshta të gjitha ligjet fizike janë reale diku" nuk i përgjigjet pyetjes sonë. Pse të gjitha ligjet fizike janë reale?

Dhe ndonjëherë, nga ana tjetër, kozmologët modernë flasin për ligje të ndryshme të fizikës në kontekstin e multiversit, dhe sugjerojnë që ne të shohim një grup ligjesh dhe jo një tjetër, për arsye thelbësisht antropike. Por kjo, përsëri, është pakujdesi e thjeshtë. Ne po flasim për një manifestim me energji të ulët të ligjeve bazë, por këto ligje bazë janë të njëjta në të gjithë multiversin. Ne ende kemi çështjen e ekzistencës së këtyre ligjeve të thella që krijojnë multiversin.

Fundi i shpjegimit

Të gjitha këto pyetje janë interesante për t'u bërë dhe asnjë prej tyre nuk është përgjigjur nga fizika apo kozmologjia moderne. Ose të paktën janë argëtuese për t'i marrë, por për mendimin tim, përgjigja më e mirë është t'i heqësh shpejt. Në këtë pikë, ki parasysh, ne kemi arritur tashmë në një problem thjesht filozofik, jo shkencor.

Pse pyetjet nuk ekzistojnë në vakum; ato kanë kuptim në një kontekst shpjegues. Nëse pyesim "pse pula kaloi rrugën?" [tema e njohur e shakave të shkurtra / përafërsisht. përkth.], kuptojmë se ka gjëra të tilla si rrugët, ato kanë veti të veçanta, dhe gjërat që quhen "pula" kanë qëllime dhe motive të ndryshme, dhe ka gjëra që ekzistojnë në anën tjetër të rrugës ose avantazhe të tjera të kalimit të saj. . Vetëm në këtë kontekst mund të ofrohet një përgjigje kuptimplotë për pyetjen “pse”. Por universi dhe ligjet e fizikës nuk janë të ngulitura në një kontekst më të gjerë. Ky është tashmë konteksti më i madh ekzistues, me sa dimë. Nuk ka asgjë të keqe të pranosh se sekuenca e shpjegimeve ndahet diku dhe i vetmi shpjegim që mbetet mund të jetë "kështu funksionojnë gjërat".

Epo, apo jo. Ne duhet të jemi empirikë të mirë dhe të jemi të hapur ndaj mundësisë që ajo që mendojmë si univers të ekzistojë në një kontekst më të gjerë. Por atëherë ne ndoshta do ta ripërcaktojmë atë si univers dhe do të mbetemi me të njëjtat pyetje. Për sa kohë që ju pranoni se universi ka më shumë se një mënyrë të mundshme ekzistimi, zinxhiri i shpjegimit do të ketë gjithmonë një fund. Mund të jem i gabuar, por këmbëngulja se "universi duhet të shpjegojë vetveten" është shumë e paarsyeshme.

Tinguj dhe furi

Kjo është ajo që mund të them për këto pyetje interesante, por nuk kam forcë të rezistoj të bëj disa komente për pikat procedurale.

Së pari, unë mendoj se libri i Lawrence ka shumë më tepër kuptim si pjesë e debatit popullor "ateizmi kundër teizmit" sesa thjesht si një shqyrtim i plotë filozofik i një problemi të vjetër. Pasthënia e librit u shkrua nga Richard Dawkins, dhe Lawrence fillimisht i kërkoi Christopher Hitchens-it për këtë favor, ndërsa ai nuk ishte ende shumë i sëmurë - dhe të dy këta njerëz, megjithëse shumë të zgjuar, nuk janë as kozmologë dhe as filozofë. Nëse vendosni të refuzoni pretendimet për domosdoshmërinë e ekzistencës (ose dobisë) së një Krijuesi brenda kornizës kozmologjike, atëherë argumentet e mësipërme rreth "krijimit nga asgjëja" vlejnë vërtet. Universi fizik në mënyrë të përkryer mund të jetë i vetë-mjaftueshëm; nuk ka nevojë për asgjë dhe askënd jashtë për ta nisur, edhe sikur të kishte një “fillim”. Kjo nuk i përgjigjet pyetjes klasike të Leibniz-it, por ka pak dyshim se ky fakt është një veti e jashtëzakonshme e fizikës moderne dhe ka implikime interesante për kozmologjinë themelore.

Së dyti, pas publikimit të rishikimit të Davidit, Lawrence sulmoi pa sukses "filozofët idiotë" dhe filozofinë në përgjithësi, në vend që të vazhdonte të zhvillonte një diskutim kuptimplotë për çështjet me interes. Ashtu si shumica e shkencëtarëve, Lawrence merr pak nga filozofia e shkencës. Por qëllimi i filozofisë nuk është të jetë i dobishëm për shkencën, më shumë se qëllimi i mykologjisë është të jetë i dobishëm për kërpudhat. Filozofët e shkencës nuk përpiqen të bëjnë shkencë, ata përpiqen të kuptojnë se si funksionon shkenca dhe si duhet të funksionojë, zgjedhin logjikën dhe standardet që qëndrojnë në themel të argumentimit shkencor, vendosin njohuritë shkencore brenda një konteksti më të gjerë epistemologjik dhe bëjnë shumë gjëra të tjera interesante; gjëra pa pretenduar se janë shkencë. Dhe nëse nuk jeni të interesuar, është mirë. Por mos u përpiqni të minoni legjitimitetin e një fushe duke e sulmuar atë - është marrëzi dhe jo intelektuale dhe përfaqëson saktësisht të njëjtin hezitim për të debatuar me respekt me studiues nga një fushë tjetër që ne e dëshpërojmë kur bëhet fjalë për shkencën. Është për të ardhur keq që njerëzit e zgjuar që bien dakord për gjërat më të rëndësishme nuk mund të mos pajtohen për gjithçka tjetër pa iu drejtuar fyerjeve. Ne duhet të përpiqemi të ngrihemi mbi këtë.

Etiketa:

  • Universi
  • lindja e universit
  • ekzistenca e universit
  • kozmologji
Shto etiketa

Mekanika kuantike, me të gjitha paradokset e saj, ende përshkruan vetitë e objekteve që ekzistojnë në hapësirën e palakuar Njutoniane. Një teori e ardhshme e gravitetit duhet të zgjerojë ligjet mekanike kuantike probabiliste në vetitë e vetë hapësirës (më saktë, hapësirë-kohë), të deformuara në përputhje me ekuacionet e relativitetit të përgjithshëm. Askush nuk e di se si ta bëjë këtë duke përdorur llogaritjet e rrepta matematikore.

Lindja e ftohtë

Sidoqoftë, rruga drejt një bashkimi të tillë mund të mendohet në një nivel cilësor dhe këtu lindin perspektiva shumë interesante. Një prej tyre u konsiderua nga kozmologu i famshëm, profesor në Universitetin e Arizonës, Lawrence Krauss, në librin e tij të botuar së fundmi "A Universe From Nothing". Hipoteza e tij duket fantastike, por nuk bie aspak në kundërshtim me ligjet e vendosura të fizikës.

Besohet se Universi ynë u ngrit nga një gjendje fillestare shumë e nxehtë me një temperaturë prej rreth 10 32 kelvins. Megjithatë, është gjithashtu e mundur të imagjinohet lindja e ftohtë e universeve nga vakuumi i pastër - më saktë, nga luhatjet e tij kuantike. Dihet mirë se luhatje të tilla krijojnë një numër të madh grimcash virtuale që fjalë për fjalë lindën nga hiçi dhe më pas u zhdukën pa lënë gjurmë. Sipas Krauss, luhatjet e vakumit janë, në parim, të afta të krijojnë protouniverse po aq kalimtare, të cilat, në kushte të caktuara, kalojnë nga një gjendje virtuale në një reale.

Univers pa energji

Çfarë nevojitet për këtë? Kushti i parë dhe kryesor është që embrioni i universit të ardhshëm duhet të ketë zero energji totale. Në këtë rast, jo vetëm që nuk është i dënuar me zhdukje pothuajse të menjëhershme, por, përkundrazi, mund të ekzistojë pafundësisht. Kjo për faktin se, sipas mekanikës kuantike, produkti i pasigurisë së vlerës së energjisë së një objekti dhe pasigurisë së jetës së tij nuk duhet të jetë më i vogël se një vlerë e fundme - konstanta e Planck.


Ndarja e ndërveprimeve themelore në Universin tonë të hershëm kishte karakterin e një tranzicioni fazor. Në temperatura shumë të larta, ndërveprimet themelore u kombinuan, por kur ftoheshin nën temperaturën kritike, ndarja nuk ndodhi (kjo mund të krahasohet me superftohjen e ujit). Në këtë moment, energjia e fushës skalare e lidhur me bashkimin tejkaloi temperaturën e Universit, e cila e pajisi fushën me presion negativ dhe shkaktoi inflacion kozmologjik. Universi filloi të zgjerohej shumë shpejt, dhe në momentin e thyerjes së simetrisë (në një temperaturë prej rreth 10 28 K) madhësia e tij u rrit 10 50 herë. Në këtë moment, fusha skalare e lidhur me bashkimin e ndërveprimeve gjithashtu u zhduk dhe energjia e saj u shndërrua në zgjerimin e mëtejshëm të Universit.

Për sa kohë që energjia e një objekti është rreptësisht e barabartë me zero, ai njihet pa asnjë pasiguri, dhe për këtë arsye jeta e tij mund të jetë pafundësisht e gjatë. Është falë këtij efekti që dy trupa të ngarkuar të vendosur në distanca shumë të mëdha tërheqin ose zmbrapsin njëri-tjetrin. Ato ndërveprojnë përmes shkëmbimit të fotoneve virtuale, të cilat, për shkak të masës së tyre zero, përhapen në çdo distancë. Në të kundërt, bozonet vektoriale matës që mbartin ndërveprime të dobëta, për shkak të masës së tyre të madhe, ekzistojnë vetëm për rreth 10 -25 sekonda, si rezultat i të cilave këto ndërveprime kanë një rreze shumë të vogël.

Çfarë lloj universi, qoftë edhe embrional, ka zero energji? Siç shpjegoi profesor Krauss për Popular Mechanics, nuk ka asgjë mistike në lidhje me këtë: “Energjia e një universi të tillë përbëhet nga energjia pozitive e grimcave dhe rrezatimit (dhe ndoshta edhe fushat skalarore të vakumit) dhe energjia potenciale negative e gravitetit. Shuma e tyre mund të jetë e barabartë me zero - matematika e lejon këtë. Megjithatë, është shumë e rëndësishme që një bilanc i tillë energjetik është i mundur vetëm në botë të mbyllura, hapësira e të cilave ka një lakim pozitiv. Universet e sheshta dhe veçanërisht të hapura nuk e kanë këtë veti.”


Tranzicioni fazor ndodhi tre herë në evolucionin e Universit: në një temperaturë prej 10 28 K (Unifikimi i madh i ndërveprimeve u shpërbë), 10 15 K (prishja e ndërveprimit elektro-dobët) dhe 10 12 K (kuarkët filluan të bashkohen në hadronet).

Mrekullitë e inflacionit

Çfarë do të ndodhte nëse luhatjet kuantike të vakumit do të krijonin një univers virtual me energji zero, të cilit, për shkak të aksidenteve kuantike, iu dha pak kohë për të jetuar dhe evoluar? Varet nga përbërja e tij. Nëse hapësira e universit është e mbushur me materie dhe rrezatim, ajo së pari do të zgjerohet, do të arrijë madhësinë e saj maksimale dhe do të shembet në kolaps gravitacional, duke mbijetuar vetëm një pjesë të vogël të sekondës. Është një çështje tjetër nëse ka fusha skalare në hapësirë ​​që mund të nxisin procesin e zgjerimit inflacioniste. Ka skenarë në të cilët ky zgjerim jo vetëm që parandalon kolapsin gravitacional të universit "flluska", por gjithashtu e kthen atë në një botë pothuajse të sheshtë dhe të pakufishme. Kështu, koha e jetës së saj rritet pa masë - pothuajse në pafundësi. Kështu, universi i vogël virtual bëhet mjaft real - i madh dhe jetëgjatë. Edhe nëse mosha e tij është e kufizuar, ajo mund të kalojë fare mirë moshën aktuale të Universit tonë. Prandaj, yjet dhe grupimet e yjeve, planetët dhe madje, kush e di, jeta inteligjente, mund të shfaqen atje. Një univers i plotë që u ngrit fjalë për fjalë nga asgjëja - këto janë mrekullitë që mund të bëjë inflacioni!

Jake Hebert

Shpjegimi i universit paraqet një problem të madh për ata që mohojnë një Krijues: si mund të krijohej universi nga asgjëja? Disa shkencëtarë madje kanë filluar të pretendojnë se universi nuk ka pasur fillim dhe ka ekzistuar përgjithmonë - ky është problemi. Meqenëse shumë shkencëtarë ateistë pranuan modelin e Big Bengut, ata gjithashtu ranë dakord se universi kishte me të vërtetë një fillim. Prandaj, ata duhet të shpjegojnë këtë fillim.

Fizikani teorik Lawrence Krauss thotë në librin e tij se ai mund të ishte formuar nga asgjëja nën ndikimin e ligjeve fizike. Fizikantë të tjerë ofrojnë argumente të ngjashme.

Shkencëtarët iu drejtuan fenomenit të njohur të formimit dhe shkatërrimit të "grimcave virtuale". Shfaqja spontane (por jetëshkurtër) e grimcave nënatomike nga një vakum quhet "luhatje kuantike". Këto grimca nënatomike shfaqen dhe zhduken në intervale kaq të shkurtra kohore sa nuk mund të shihen. Megjithatë, është e mundur të kapen efektet e këtyre grimcave virtuale. Për shembull, ata janë përgjegjës për efektin delikat në spektrin e atomit të hidrogjenit të njohur si "Shtrimi i Qengjit". Jetëgjatësia e shkurtër e këtyre grimcave virtuale përcaktohet nga Parimi i Pasigurisë së Heisenberg (HEP), i cili thotë se një gjendje jetëshkurtër nuk mund të ketë një energji të përcaktuar saktësisht.

Parimi i pasigurisë së Heisenberg kufizon kohën gjatë së cilës një luhatje kuantike mund të vazhdojë. Sa më e madhe të jetë energjia e luhatjes, aq më e shkurtër është koha e ruajtjes së saj. Është për këtë arsye që grimcat virtuale shfaqen dhe zhduken në intervale kohore shumë të shkurtra.

Krauss dhe fizikanë të tjerë evolucionarë argumentojnë se vetë universi është rezultat i luhatjeve të tilla kuantike. Megjithatë, parimi APG paraqet një vështirësi të caktuar për një deklaratë të tillë. Askush nuk do të dyshonte se intensiteti i energjisë i gjithë universit është i madh. Prandaj, nëse supozojmë se universi u shfaq përmes një luhatje kuantike, përmbajtja energjetike e të gjithë universit do të ishte aq e madhe sa do të kishte shumë pak kohë për shfaqjen e tij dhe universi i sapoformuar do të zhdukej menjëherë. Prandaj është shumë e vështirë të kuptohet se si universi ynë i gjerë mund të lindë nga një luhatje e tillë.

Megjithatë, sipas fizikantëve evolucionarë, nëse përmbajtja e energjisë e gjithë universit do të ishte e barabartë zero, universi i formuar nga një luhatje e tillë mund të vazhdojë pafundësisht pa shkelur parimin e pasigurisë së Heisenberg. Duhet të pranoj, një argument i zgjuar. Pra, a kanë gjetur ateistët e rinj një mënyrë bindëse për të shpjeguar ekzistencën e universit tonë pa Zotin?

Jo me të vërtetë. Ky argument bazohet në supozimin se energjia totale e universit është zero, dhe kjo e fundit bazohet drejtpërdrejt në idenë e Big Bengut. Stephen Hawking shkruan:

“Ideja e një universi inflator shpjegon gjithashtu pse ka kaq shumë lëndë në univers... Përgjigja për këtë pyetje qëndron në kuadrin e teorisë kuantike: grimcat mund të formohen nga energjia në formën e çifteve grimcë/antigrimcë. .” Por kjo ngre një pyetje të re: nga vjen energjia? Çështja është se energjia totale e universit është zero.”

Pavarësisht pohimit zbavitës të Hawking, askush nuk mund ta dijë përmbajtjen e saktë të energjisë të universit. Për të verifikuar pohimin se përmbajtja energjetike e universit është zero, është e nevojshme të merret parasysh Të gjitha format e energjisë ekzistuese në univers (energjia potenciale gravitacionale, energjitë relative të të gjitha grimcave, etj.), mblidhini ato së bashku dhe më pas kontrolloni që shuma është me të vërtetë zero. Pavarësisht gjithë inteligjencës dhe diplomave të Hawking, ai vështirë se mund të konsiderohet një person i ditur.

Pra, pretendimi për "energjinë zero" të universit nuk bazohet në llogaritjet e drejtpërdrejta, por në interpretimin e të dhënave të shikuara përmes prizmit të modelit të Big Bengut. Nga sa më sipër është e qartë se një deklaratë e tillë bazohet në teoria e inflacionit, sipas të cilit universi përjetoi një periudhë të shkurtër dhe të përshpejtuar zgjerimi menjëherë pas Big Bengut. Por ideja e "inflacionit" është një ide ad hoc(lat." në mënyrë të rastësishme“, bashkangjitur modelit origjinal të Big Bang-ut për të zgjidhur shumë probleme serioze (dhe madje të pashmangshme). Hawking, Krauss dhe shkencëtarë të tjerë nxjerrin përfundime në lidhje me energjinë e pikës zero të universit sepse supozohet se rrjedh nga teoria e inflacionit. Megjithatë, për ata që nuk e pranojnë teorinë e Big Bengut (dhe teorinë e inflacionit) apriori, është plotësisht e pakuptueshme se si sasia e energjisë totale në univers mund të jetë zero. Në fakt, nuk ka gjasa fare.

Për më tepër, kur grimcat virtuale shfaqen për një moment brenda një vakumi, ato shfaqen në një hapësirë ​​që tashmë ekziston. Meqenëse vetë hapësira është pjesë e universit, që ajo të formohet spontanisht, vetë hapësira duhet së pari të jetë shfaqur disi.

Në librin e tij të fundit, Krauss trajton vetëm shkurtimisht këtë çështje të rëndësishme. Ai ia kushton pjesën më të madhe të librit mbrojtjes së teorisë së Big Bengut, historive qesharake dhe kritikave të kreacionistëve, dhe vetëm në fund ai flet seriozisht për shfaqjen e universit nga asgjëja. Edhe pse libri është mbi 200 faqe i gjatë, Krauss i kushton pak hapësirë ​​për të trajtuar këtë çështje. Ai pretendon se universi mund të kishte ardhur në ekzistencë nga asgjëja falë graviteti kuantik(një teori që kombinon mekanikën kuantike dhe relativitetin e përgjithshëm). Megjithatë, problemi kryesor me një deklaratë të tillë është se një teori reale e gravitetit kuantik nuk ekziston ende.

Për më tepër, pretendimi se ligjet e fizikës mund të kenë formuar universin tonë përfshin një sërë vështirësish serioze logjike. Kuptimi ynë i ligjeve të fizikës bazohet në vëzhgim. Për shembull, njohuritë tona për ligjet e ruajtjes së momentit dhe energjisë bazohen në vëzhgimet e bëra në mijëra eksperimente. Askush nuk e ka vëzhguar ndonjëherë se si u krijua universi. Kjo do të thotë se çdo ligj i fizikës që çoi (madje edhe në parim) në krijimin e universit është plotësisht përtej përvojës sonë. Ligjet e fizikës siç i njohim ne thjesht nuk vlejnë për këtë çështje. Për krijimin spontan të universit, do të ishte më mirë e nevojshme të kishim disa ligje më të larta "meta" ose "hiper" të fizikës që do të ngjasonin (ose jo) me ligjet e fizikës që ne njohim.

Por këtu lind një problem tjetër. Meqenëse të tilla meta dhe hiperligje hipotetike të fizikës janë krejtësisht përtej përvojës sonë, pse fizikantët ateistë supozojnë naivisht se rregullat e parimit të pasigurisë së Heisenberg mund të zbatohen për të përshkruar formimin e universit? Ata spekulojnë hapur për universe të tjera (të pavëzhgueshme) në një "multivers" të dyshimtë që mund të ketë ligje të fizikës që janë rrënjësisht të ndryshme nga tonat. Nëse, siç dihet, parimi i pasigurisë së Heisenberg vepron vetëm brenda universit tonë, është plotësisht e paqartë pse fizikanët e aplikojnë atë në çështjen e krijimit të universit. Është shumë e mundur që ky parim të jetë me të vërtetë pjesë e hiperligjeve të fizikës, por ndoshta jo. Mund të mendoni shumë për këtë temë, por të menduarit nuk është shkencë.

Për më tepër, edhe nëse këto ligje të supozuara më të larta të fizikës do të ekzistonin, në mënyrë që ata të krijonin universin, ata do të duhej të ekzistonin veçmas nga universi. Megjithatë, ky lloj supozimi është një dilemë për ateistët që pretendojnë se kozmosi është gjithçka që ekziston. Pak para vdekjes së tij, Carl Sagan, duke korresponduar me Larry Vardiman nga Instituti për Kërkimin e Krijimit, pranoi se kjo ishte bërë një problem për botëkuptimin e tij. Pikëpamja e tij për origjinën e universit supozonte ekzistencën e ligjeve të fizikës që krijuan kozmosin, por për shkak të faktit se shkencëtari nuk e njohu Krijuesin, ai nuk mund të shpjegonte origjinën e vetë ligjeve. Ekzistenca e ligjeve të fizikës jashtë vetë hapësirës kundërshtoi qartë aksiomën e tij të njohur: "Hapësira është gjithçka që është, që ka qenë dhe do të jetë gjithmonë".

Një ateist, sigurisht, mund të përpiqet ta kapërcejë këtë vështirësi duke pretenduar se kozmosi nuk ka fillim dhe ka ekzistuar përgjithmonë.

Por edhe kjo qasje ndaj çështjes lë shumë probleme të pazgjidhura. Për shembull, disa shkencëtarë pretendojnë se kozmosi në tërësi - i ashtuquajturi multivers - është i pafund dhe përmban shumë universe të veçanta (pasojë e teorisë moderne të inflacionit të universit). Sipas kësaj ideje, vetëm universi ynë u shfaq 13.7 miliardë vjet më parë. Ekzistenca e universeve të tjera të pretenduara (por të pavëzhgueshme) supozohet se shpjegon ekzistencën tonë në dukje të pabesueshme. Meqenëse multiversi përmban një numër të pafund universesh, ligjet e fizikës dhe kimisë të të paktën disa universeve duhet të kenë vetitë e nevojshme për jetën. Kjo me sa duket shpjegon ekzistencën tonë, pasi jetojmë në një nga këto universe.

Gabimi i hapur i një mendimi të tillë na ndihmon të shohim diçka tjetër: megjithëse ligjet e fizikës dhe kimisë në universin tonë e bëjnë të mundur ekzistencës jeta, ata Jo i japin mundësinë jetës evoluojnë. Ligjet e fizikës dhe kimisë thjesht nuk janë të përshtatshme për evolucionin e jetës.

Kreacionistët kanë folur prej kohësh për vështirësitë e pakapërcyeshme të skenarëve të "evolucionit kimik". Këto vështirësi nuk do të zhduken thjesht sepse dikush pretendon ekzistencën e universeve të tjera (të pavëzhgueshme). Edhe nëse ligjet e fizikës dhe kimisë bënë të mundur që jeta të evoluojë në secili prej këto universe të supozuara, këto ligje nuk mund të shpjegonin ekzistencën e jetës në universin tonë. Ateistët duhet të kishin menduar për këtë, por argumenti i tyre vetëm tregon se ata “Ata u bënë të kotë në spekulimet e tyre” dhe “zemra e tyre e marrë u errësua” (Romakëve 1:21-23).

Pavarësisht të gjitha diplomave të bukura të atyre që predikojnë idenë e një "universi nga asgjëja", ky skenar nuk ka asnjë bazë dhe të krishterët që besojnë Biblën nuk duhet të tremben nga gjithë ky "filozofim".



Ju pëlqeu artikulli? Ndani me miqtë tuaj!