Юрий Артамонов - Ли Смолин. Возрожденное время - От кризиса в физике к будущему вселенной

Итак, имеется вереница возможностей для объяснения нашего невероятного существования как флуктуации в вечной равновесной вселенной Больцмана. Мы могли бы быть одними из триллионов живущих на планете созданий внутри флуктуации размером с солнечную систему или с галактику

к оглавлениюили мы могли бы быть только флуктуацией размером с мозг, заполненный образами и памятью. Последнее требует намного меньше информации - то есть, меньше отрицательной энтропии - так что флуктуации размером с отдельные мозги возникают в вечной вселенной намного чаще, чем флуктуации размером с солнечную систему или с галактику, которые содержат целую популяцию мозгов.

Это называется парадоксом мозга Больцмана : Это означает, что через очень долгое время во вселенной имелось бы в гигантской степени большее количество мозгов, сформированных из малых флуктуаций, чем мозгов, возникших в медленном процессе эволюции, требующей флуктуации, которая длится миллиарды лет. Так что, будучи сознательными существами, мы должны признать, что чрезвычайно вероятно, что мы являемся мозгами Больцмана. Но мы знаем, что мы не являемся такими спонтанно возникшими мозгами - поскольку если бы мы были такими, намного более вероятно, что наши ощущения и память были бы несогласованными, чем согласованными. И это невероятно, что наш мозг содержал бы образы гигантской вселенной из звезд и галактик вокруг нас. Так что сценарий Больцмана оказывается классическим сведением к абсурду .

Мы не должны удивляться тому, что мы совершили космологическую ошибку и она привела нас к парадоксальному заключению. Вневременной взгляд на физику в Ньютоновской парадигме показал свое бессилие перед самыми основными вопросами о вселенной: Почему она интересна и, более того, почему она настолько интересна, что создания вроде нас могут быть здесь, чтобы восхищаться ею?

Но если мы принимаем реальность времени, мы делаем возможной асимметричную во времени физику, в рамках которой вселенная может естественным образом развивать сложность и структуру. Таким образом, мы избегаем парадокса невероятной вселенной.

к оглавлению

17

Время, возрожденное из жара и света

В последней главемы рассмотрели одну из величайших космологических загадок: почему вселенная интересна и, по-видимому, становится все более и более интересной с течением времени. Мы видели, что попытки прийти к пониманию этого, основанные на вневременной картине, предполагаемой Ньютоновской парадигмой, приводят к двум парадоксам: утверждению, что уникальная вселенная невероятна, и парадоксу мозга Больцмана. В этой главе я объясню, как принципы новой космологической теории, провозглашенные в Главе 10, могут привести к пониманию того, почему вселенная интересна, одновременно избежав перечисленных в последней главе парадоксов.

Мы начнем с простого вопроса: Может ли вселенная содержать два идентичных момента времени?

Тот факт, что имеется стрела времени, означает, что каждый момент уникален. По крайней мере, пока вселенная различна в различные моменты времени; эти различия проявляются в свойствах галактик, скажем, в относительном содержании элементов. Вопрос в том, является ли последовательность моментов случайной или отражает более глубокий принцип. В теориях, описываемых в рамках Ньютоновской парадигмы, существование

к оглавлениюстрелы времени оказывается случайным. В вечной вселенной в состоянии равновесия мы ожидаем огромное число пар идентичных или очень сходных моментов.

Но имеется более глубокий принцип, придерживающийся того, что никакие два момента времени не могут быть идентичны. Это принцип Лейбница идентичности неразличимых , который я описывал в Главе 10как следствие его принципа достаточного обоснования. Этот принцип утверждает, что во вселенной не может быть двух объектов, которые неразличимы, но не совпадают. Это просто здравый смысл. Если объекты различаются только их наблюдаемыми свойствами, тогда два различимых объекта, которые имеют в точности те же самые свойства, не могут существовать.

Принцип Лейбница следует из основной идеи, что физические свойства тел реляционны. А как насчет двух электронов, один из которых находится в атоме в постельном покрывале, а второй на вершине горы на обратной стороне Луны? Это не идентичные частицы, поскольку их положение является одним из их свойств. С реляционистской точки зрения мы можем сказать, что они различимы за счет того, что имеют различимое окружение [1].