Карло Ровеллі - Сім основних уроків з фізики

вони є. Він з’являється, скоріше, у контексті статистики і термодинаміки. Це може дати ключ до загадки часу. «Теперішнє» існує в об’єктивній дійсності не більше, ніж об’єктивне «тут», але мікроскопічні взаємодії в світі прискорюють появу часових явищ у системі (наприклад, у нас), яка взаємодіє тільки за посередництва безлічі змінних. Наша пам’ять і наша свідомість побудовані на цих статистичних явищах. Для гіпотетично надчуттєвої істоти не було б «плину» часу: Всесвіт був би єдиним блоком минулого, теперішнього і майбутнього. Але через обмеженість нашої свідомості ми сприймаємо лише розмите бачення світу і живемо в часі. Кажучи словами мого італійського видавця, «те, що не є очевидним, набагато ширше, ніж те, що явне». Завдяки цьому обмеженому, розмитому фокусу ми отримуємо наше сприйняття плину часу. Це ясно? Ні, не ясно. Ще так багато ми маємо зрозуміти.

Час – у центрі клубка питань, що постали на перетині гравітації, квантової механіки і термодинаміки. Ми й досі не розплутали цей клубок, ми досі блукаємо в темряві. Можливо, ми починаємо щось розуміти щодо квантової гравітації, яка об’єднує в собі два з трьох шматочків мозаїки, але поки не маємо теорії, здатної зібрати разом усі три частини нашого фундаментального знання про світ.

Невелика підказка до вирішення цього питання походить від обчислень, зроблених Стівеном Гокінґом, фізиком, який відомий тим, що не перестає робити приголомшливі фізичні відкриття, незважаючи на захворювання, яке тримає його прикутим до інвалідного візка і не дозволяє йому говорити без допомоги механічного пристрою.

За допомогою квантової механіки Гокінґ успішно продемонстрував, що чорні діри завжди «гарячі». Вони випромінюють тепло, як пічка. Це перша конкретна вказівка на природу «гарячого простору». Ніхто ніколи не спостерігав таке тепло, тому що воно слабке в реальних чорних дірах, які вчені спостерігали дотепер, – але обчислення Гокінґа переконливі, вони неодноразово повторені в різні способи, і реальність тепла чорних дір є загальноприйнятою.

Тепло з чорних дір – це квантовий вплив на об’єкт, чорну діру, який є гравітаційним за природою. Це окремі кванти простору, елементарні зерна простору, вібруючі «молекули», які нагрівають поверхню чорних дір і генерують їхнє тепло. Це явище включає в себе всі три сторони питання: квантову механіку, загальну теорію відносності і науку про тепло. Тепло чорних дір – це як Розеттський камінь фізики, надписи на якому поєднують три мови – квантову, гравітаційну і термодинамічну. І він, як і раніше, очікує на розшифрування, для того щоб розкрити нам справжню природу часу.

На завершення: Хто ми є?[3]

Після того як ми пройшли такий довгий шлях, від структури глибокого космосу до меж відомого Всесвіту, і перш ніж завершити цю серію уроків, я хотів би повернутися до теми нас самих.

Яку роль граємо ми, людські істоти, що відчувають, ухвалюють рішення, сміються і плачуть, у цій великій картині світу, описуваній сучасною фізикою? Якщо світ є роєм ефемерних квантів простору і матерії, великою космічною головоломкою простору й елементарних частинок, що тоді? Ми також складаємося тільки з квантів і частинок? Якщо це так, то звідки береться відчуття індивідуального існування й унікальної особистості, яке ми всі можемо підтвердити? І чого тоді варті наші цінності, наші мрії, наші емоції, наші індивідуальні знання? Чим є ми в цьому безмежному і яскравому світі?

Я навіть не можу собі уявити спробу відповісти на таке запитання на цих сторінках. Це надто складно. У сучасній науці багато такого, чого ми не розуміємо, і одна з речей, які ми розуміємо найменше, – це ми самі. Але думаю, що уникати цього питання або ігнорувати його – значило б випустити з уваги щось важливе. Я вирішив показати, яким є світ у світлі науки, а ми теж є частиною цього світу.

«Ми», люди, першою чергою є саме тими суб’єктами, що спостерігають цей світ; колективними творцями фотографії реальності, яку я намагаюся описати. Ми – вузли в мережі обміну (приклад чого являє собою ця книжка), якою ми передаємо образи, інструменти, інформацію та знання.

Але ми також є невід’ємною частиною світу, який сприймаємо; ми не зовнішні спостерігачі, ми перебуваємо в ньому. Наш погляд на світ іде зсередини нього. Ми складаємося з тих самих атомів і світлових сигналів, що розподілені між ялинками на горі й між зірками в галактиках. В міру того, як наші знання зростали, ми дізналися, що наше буття – лише частина Всесвіту, до того ж невелика частина.

Це ставало дедалі очевиднішим протягом століть, але особливо – впродовж минулого століття. Ми вірили, що перебуваємо на планеті у центрі Всесвіту, але це не так. Ми думали, що є унікальними істотами, расою, що існує окремо від тварин і рослин, а виявилося, що ми нащадки тих самих предків, що і все живе навколо нас. Ми маємо спільного пращура з метеликами і модринами. Ми схожі на єдину дитину в сім’ї, яка, підростаючи, розуміє, що світ не обертається виключно навколо неї, як вона думала, коли була малою. Вона мусить навчитися бути однією з інших. Віддзеркалюючись іншими особами та предметами, ми дізнаємося, хто ми є.

У великий період німецького ідеалізму Шеллінг міг подумати, що людина являє собою вершину природи, найвищу точку, де реальність усвідомлює себе. Сьогодні, з точки зору, що її пропонує наше сучасне знання про природний світ, ця ідея викликає посмішку. Якщо ми і є особливими, то тільки тим, що кожен з нас відчуває своє особисте буття – як і кожна мати особлива для своєї дитини. Але, звичайно, не для решти природи.

У безкрайому океані галактик і зірок ми в дальньому куті; у нескінченному візерунку форм, які являють собою реальність, ми просто ще один завиток серед безлічі таких самих завитків. Образи, з яких ми будуємо Всесвіт, живуть у нас, у просторі наших думок. Між цими зображеннями – між тим, що ми можемо реконструювати і зрозуміти нашими обмеженими засобами і реальністю, частиною якої ми є, існує безліч фільтрів: наше незнання, обмеженість наших почуттів і розуму. Ті самі умови, які наша природа накладає на досвід.

Ці умови не є, однак, як уявляв Кант, універсальними – висновком з цього (з очевидної помилки) буде, отже, що природа Евклідового простору і навіть ньютонівської механіки повинна бути правильною апріорі. Вони – наслідок розумової еволюції нашого виду і самі безперервно еволюціонують. Ми не просто вчимося, ми навчаємося поступово змінювати наші концептуальні основи й адаптувати їх до того, про що дізнаємося. І те, що ми вчимося