Вся наша реальность — это всего лишь математическая структура. Почему это так? Необычная теория о Вселенной

Одним из современных ученых, чьи поистине новаторские идеи поражают воображение даже видавших виды собратьев по теоретической физике, является американец шведского происхождения Макс Тегмарк . У ученого имеется на данный момент свыше 200 публикаций, причем минимум одна из них известна даже людям весьма далеким от науки — она называется «квантовое бессмертие». Запутав научный мир с этим мысленным экспериментом, ученый с интересом наблюдал за яростными дебатами, развернувшимися в физическом сообществе.

А затем Тегмарк преподнес собратьям по теоретической физике «Окончательную теорию всего», которая и вовсе шокировала коллег. Критика обрушилась на теорию яростная, ибо ее единственный постулат утверждал, что «все математически непротиворечивые структуры существуют в реальности». В рамках этой теории подразумевается, что математические структуры, обладающие достаточной сложностью, обязаны содержать внутри себя подструктуры, способные к самосознанию. Причем эти подструктуры (математические!) будут полагать, что они существуют в реальном физическом мире. Официально идея Тегмарка в научном мире именуется ныне как «Гипотеза математической Вселенной».

Давайте разберем эту гипотезу...

Приступим к разбору этой гипотезы. Для начала определимся с понятием Вселенная. В современных физике и астрономии под Вселенной понимают ту область пространства-времени, которая доступна непосредственным наблюдениям. Считается, что наша Вселенная появилась из сингулярности в результате Большого Взрыва имевшего место примерно 13,8 миллиарда лет тому назад. Следовательно, объекты которые мы можем наблюдать расположены на удалении от нас не более чем 13,8 миллиарда световых лет.




Казалось бы, всё просто и понятно. Но! Если верить инфляционной теории (а оснований ей не доверять не имеется!), первоначально Вселенная расширялась гораздо быстрее, чем скорость света. В результате реальные размеры Вселенной составляют до 50 миллиардов лет, но мы не можем ни при каких условиях наблюдать все, что дальше 13,8 миллиарда световых лет.

Но разве можно предположить, что в ненаблюдаемой нами части подлинной Вселенной ничего нет? Разумеется это не так. Скорее всего там располагаются Вселенные, подобные наблюдаемой нами, с подобными ограничениями по возможности наблюдения иных частей истинного мира. А есть ли что-нибудь за пределами 50 миллиардов световых лет? Если ученые могут утверждать, что размерность нашего мира может быть больше 4 (3 пространственные измерения + 1 временное), то в таком случае логично предположить, что и за пределами этих 50 миллиардов световых лет имеется огромное количество (а может и бесконечное их число) Вселенных, причем с разными законами, нам даже непредставимыми.

А вот к каким выводам пришел Макс Тегмарк при создании своей математической Вселенной....

1) Многомирие




На уровне классической физики можно предположить, что все Вселенные имеют единые значения физических констант, у них идентичные законы физики, и существуют они в привычном нам пространстве-времени. Назовем такую Мультивселенную — многомирие-1. Это по Тегмарку первый уровень Вселенных.

2) Рассмотрим уровень Многомирия-2

Здесь Вселенные возникают хаотически, после множества Больших Взрывов.




Они не только не связаны между собой, как в предыдущем случае, но и имеет значения физических констант совершенно отличные даже в соседних Вселенных. Причем даже набор этих постоянных величин может быть иным. Отсюда следует, что в таких мирах физические законы совершенно непохожи, причем и наборы законов могут кардинально различаться. У каждой Вселенной свой эволюционный путь, причем законы большинства таких миров не допускают зарождения жизни в принципе. В некоторых из них звезды не могут зажечься, в других не формируются даже атомы.

3) Третий уровень Многомирий уже просто поражает воображение




Какими бы сложными или простыми не были Вселенные из Многомирия-2, они все имеют законы физики связанные с квантовыми переходами. А каждый такой переход создает новые Вселенные квантового уровня, которые образуются в прогрессии гораздо круче геометрической. Представить многообразие Многомирия-3 невозможно, понятно только, что оно в бесконечное число разнообразней бесконечного Многомирия-2. А Многомирие-2 бесконечно разнообразнее Многомирия-1.

4) И наконец, Макс Тегмарк делает последний переход к уровню 4




Многие ученые в известных высказываниях утверждали, что все физические явления и законы описываются математически. Так оно и есть в реальности. Анализируя физические закономерности, Тегмарк пришел к выводу, что природа не просто описывается математическими структурами, она сама по себе и есть математическая структура.

Элементарную частицу можно описать с помощью лептонного числа, спина, заряда. Но что такое само по себе каждый из этих характеристических параметров? - Не более чем число! Бозон Хиггса порождает массу (ну или струны в теории струн), но ведь и они есть просто числа! Человека тоже можно описать с помощью математических структур, входящих все вместе в некую большую структуру.




Следовательно, человек и представляет собой мыслящую математическую структуру.

А как быть с физическими константами и законами нашей Вселенной?

А здесь все просто — они таковы, поскольку имеется непротиворечивая математическая структура их описывающая. Другая непротиворечивая математическая структура породит иную Вселенную, с иными константами и законами. И так для каждой из бесконечного числа непротиворечивых математических структур.

Многомирие порожденное бесконечным числом возможных математических структур и есть последнее, "финальное" Многомирие-4. Оно и есть математическая Вселенная Тегмарка.