Стівен Вільям Хокінг - Коротка історія часу

1. Повна єдина теорія (або набір перетинних формулювань) дійсно існує, і ми її коли-небудь відкриємо, якщо достатньо розумні.

2. Кінцевої теорії Всесвіту немає, а є просто нескінченна послідовність теорій, що описують Всесвіт дедалі точніше.

3. Теорії Всесвіту нема: події неможливо передбачити після певної межі, вони відбуваються випадково і довільно.

На користь третього варіянту деякі висувають той аргумент, що якби був повний набір законів, це посягатиме на свободу Бога змінювати свою думку і втручатися в наш світ. Це трохи схоже на старий парадокс: чи може Бог створити такий важкий камінь, який Він сам не зможе підняти? Але така ідея, що Бог, може захотіти змінити свою думку, — це приклад помилки, на яку вказав ще Святий Августин — уявляти собі Бога як істоту, що живе в часі; час же — властивість тільки Всесвіту, що створений Богом. Створюючи Всесвіт, Бог, певно, знав, що мав на меті!

З появою квантової механіки ми дійшли розуміння того, що події неможливо передбачити з абсолютною точністю, а завжди є певний ступінь невизначеності. Якщо маєте бажання, цю невизначеність можна було б приписати втручанню Бога, але це буде дуже дивний вид втручання: немає доказів, що воно має хоча б якусь мету. Справді, якби воно було, то вже за означенням не буде випадкове. В теперішній час ми по суті усунули третій вищевказаний можливий варіянт, переозначивши мету науки: розробити систему законів, що давала б змогу передбачати події тільки до межі, встановленої принципом невизначеності.

Друга можливість, пов’язана з існуванням нескінченної послідовності все точніших теорій, поки цілком узгоджується з нашим досвідом. У багатьох випадках ми підвищували чутливість апаратури або створювали експерименти нового типу лише для того, щоб відкрити нові явища, які ще не були передбачені чинною теорією, і щоб врахувати їх доводилося створювати досконалішу теорію. Тому не буде нічого дивного, якщо виявиться хибним припущення, зроблене в рамках сучасних теорій великого об’єднання, про те, що нічого принципово нового не відбудеться в проміжку від енергії електрослабкого об’єднання, десь 100 ГеВ, до енергії великого об’єднання, десь квадрильйон (1015) ГеВ. Насправді ми могли б очікувати, що будуть відкриті нові шари структури, елементарніші, ніж кварки й електрони, яких ми тепер розглядаємо як «елементарні» частинки.

Але, схоже, що гравітація може накласти обмеження на цю послідовність вкладених одна в одну «коробок». Якби існувала частинка з енергією вищою за так звану Планкову енергію, десять мільйонів мільйонів мільйонів (одиниця з дев’ятнадцятьма нулями) ГеВ, то її маса була б така сконцентрована, що частинка відріже саму себе від решти Всесвіту і утворить маленьку чорну діру. Отже, видається, що послідовність усе точніших теорій повинна мати межу при переході до все вищих енергій, тому має бути якась кінцева теорія Всесвіту. Звісно, Планкова енергія дуже далека від енергій близько сотні ГеВ — найбільше, що можна наразі досягти в лабораторії. Ми не подолаємо цей розрив на пришвидчувачах частинок в осяжному майбутньому! Хоча такі енергії, певно, виникали на дуже ранніх стадіях розвитку Всесвіту. Я вважаю, що вивчення раннього Всесвіту та вимоги математичної узгодженості приведуть нас до створення повної єдиної теорії ще за життя когось із нас, що живуть тепер, якщо, звичайно, ми до цього часу самі себе не підірвемо.

Що б це означало, якби ми дійсно знайшли кінцеву теорію Всесвіту? Як уже пояснено в розділі 1, ми ніколи не могли б бути цілком впевнені в тому, що знайшли дійсно правильну теорію, бо теорії не можна довести. Але якщо теорія була б математично несуперечлива і її передбачення завжди б збігалися зі спостереженнями, то ми могли б бути підставово певні, що вона правильна. Вона завершить довгий і дивовижний розділ в історії інтелектуальної боротьби людства, щоб зрозуміти Всесвіт. Крім того, вона зробить революційний переворот у розумінні звичайними людьми законів, що керують Всесвітом. У часи Ньютона освічена людина могла, принаймні в загальних рисах, зрозуміти весь обсяг людського знання. Але відтоді темпи наукового розвитку зробили це неможливим. Позаяк, щоб врахувати результати нових спостережень, теорії постійно змінюються, то їх ніколи належно не опрацьовують чи спрощують для того, щоб могли зрозуміти звичайні люди. Ви маєте бути фахівцем, та й тоді ви можете сподіватися на належне розуміння тільки невеликої частини наукових теорій. Крім того, поступ такий швидкий, що все, чого навчають у школі чи університеті, завжди трохи застаріле. Лише мало хто може іти в ногу з швидким розширенням меж пізнання. Їм доводиться присвячувати цьому весь свій час і спеціялізуватися у вузькій сфері. Решта має слабке уявлення про прогрес, який досягається, чи емоції, які виникають. Якщо вірити Единґтонові, сімдесят років тому лише дві людини розуміли загальну теорію відносності. Тепер її знають десятки тисяч випускників університетів, і багато мільйонів людей принаймні знайомі з ідеєю. Якби була відкрита повна єдина теорія, то так само було б лише питанням часу, щоб вона була засвоєна та спрощена і викладалася в школах, принаймні в загальних рисах. Тоді всі змогли б дістати деяке уявлення про закони, що керують Всесвітом і відповідають за наше існування.

Якщо ми відкриємо повну єдину теорію, це не означатиме, що ми зможемо передбачати події загалом. На те є дві причини. Перша з них — обмеження, що принцип невизначеності квантової механіки встановлює для наших можливостей передбачати. Ми нічого не можемо зробити, щоб обійти його. На практиці, однак, перше обмеження не таке обмежувальне, як друге. Воно пов’язане з тим, що ми не могли розв’язувати рівняння теорії точно, за винятком дуже простих випадків. (Ми не в змозі точно розв’язати навіть рівняння руху трьох тіл у Ньютоновій теорії тяжіння, а труднощі зростають з кількістю тіл і складністю теорії). Ми вже знаємо ті закони, яким підкоряється поведінка матерії в усіх умовах, крім найекстремальніших. Зокрема, ми знаємо найважливіші закони, що лежать в основі всієї хемії та біології. Проте ми, звичайно ж, не зараховуємо ці науки до розв’язаних проблем: ми поки не досягли великих успіхів у передбаченні поведінки людини на основі математичних рівнянь! Тому, навіть якщо ми і знайдемо повну систему основних законів, перед нами на довгі роки вперед усе ще буде інтелектуально складне завдання розробити кращі наближені методи, за допомогою яких ми могли б успішно передбачати можливі результати в реальних і складних ситуаціях. Повна, несуперечлива, єдина теорія — це лише перший крок: наша мета — повне розуміння подій довкола нас і нашого власного існування.