Иван Р предлагает Вам запомнить сайт «Быть умным - это модно»
Вы хотите запомнить сайт «Быть умным - это модно»?
Да Нет
×
Прогноз погоды
Блог
Чеченские тутхумы: главное

Чеченские тутхумы: главное

О чеченских тейпах, или тайпах, слышали многие. Это своеобразные кланы, объединенные либо родственными связями, либо общими этическими принципами, либо общим

24 фев, 06:00
0 0
Сигизмунд Леваневский: как исчез советский летчик

Сигизмунд Леваневский: как исчез советский летчик

Советского летчика Сигизмунда Леваневского считали любимчиком самого Сталина. Именно Леваневский за несколько лет до Чкалова пытался совершить перелет через

24 фев, 05:30
0 0
Сколько денег зарабатывали советские военнослужащие в Афганистане

Сколько денег зарабатывали советские военнослужащие в Афганистане

Серьезно заработать на войне в Афганистане могли, как и в Великую Отечественную, только старшие офицеры. Из Афгана они в большом количестве вывозили импортну

24 фев, 05:00
-14 4

Порождает ли математика Вселенную? («Познавательная статья из мира науки»)

развернуть
Порождает ли математика Вселенную?  («Познавательная статья из мира науки»)

В отрывке из книги «Наша математическая Вселенная» профессор Массачусетского технологического института (MIT) Макс Тегмарк рассматривает вопрос о том, что математика не просто описывает Вселенную, а порождает ее. 

Как ответить на вопрос о сущности жизни, Вселенной и т.п.? В юмористическом фантастическом романе Дугласа Адамса "Автостопом по Галактике" ("The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy") компьютер выдал ответ в виде цифры: "42". Однако сложнее всего найти правильный ответ. Понимаю, Дуглас Адамс пошутил. Но и он не станет отрицать, что математика внесла огромный вклад в раскрытие тайн Вселенной. 
Бозон Хиггса предсказан все тем же инструментом, что и планета Нептун, и радиоволны – при помощи математики. Как известно, Галилей заявил, что Вселенная является "великой книгой", написанной на языке математики. Почему же наша Вселенная кажется нам столь математичной? Как это понимать? В моей новой книге "Наша математическая Вселенная" я разъясняю, что Вселенная не просто описывается при помощи математики, но она сама и есть математика в том смысле, что все мы представляем собой элементы гигантского математического объекта, который в свою очередь является частью мультивселенной – столь гигантской, что по сравнению с ней остальные мультивселенные, о которых говорили в последние годы, выглядят малыми. 

Кругом одна математика! 

О какой такой математике мы собираемся говорить? О математике, изучающей лишь числа? Оглянитесь вокруг себя, и вы, наверное, сможете увидеть где-нибудь небольшое количество каких-нибудь цифр (скажем, номера страниц в свежем выпуске журнала "Scientific American"), но эти цифры – всего лишь символы, придуманные и напечатанные людьми, поэтому, когда мы говорим о том, что Вселенная по своей сути является математическим объектом, то мы, конечно же, не эти цифры имеем в виду. 

Многие люди приравнивают математику к арифметике – здесь сказывается влияние нашей системы образования. Однако, вопреки распространенному мнению, математики изучают и другие абстрактные структуры, гораздо более разнообразные, чем числа, – в том числе и геометрические объекты. Например, нас постоянно окружает множество всяких геометрических фигур и тел, не так ли? (Вещи, созданные человеком, типа моей книги в виде параллелепипеда, здесь мы в расчет не берем.) Бросьте камешек параллельно земле, и вы увидите, сколь совершенна линия траектории, созданная природой! Траектории брошенных тел представляют собой разновидности перевернутой параболы. 

Зададим еще один вопрос: по какой орбите движутся космические тела? И здесь мы обнаружим разные виды одной и той же фигуры – эллипса. Интересно отметить, что парабола и эллипс родственны друг другу: если большую ось эллипса сильно вытянуть, то эллипс все больше и больше будет стремиться к параболе; таким образом, все траектории, в приближении являются разновидностями эллипса. 

Постепенно люди обнаружили множество других форм и фигур, проявлявших себя в природе не только во время движения или под действием силы тяжести, но и при изучении других явлений – электричества, магнетизма, света, теплоты, химических процессов, радиоактивности и субатомных частиц. Именно эти формы как раз и воплощены в законах физики, которые можно описать с помощью математических уравнений так же, как мы описываем форму эллипса. 
Уравнения – не единственные проявления математики. Помимо них есть еще и числа. 

В данном случае я говорю не о цифрах – человеческих изобретениях (типа номеров страниц, проставленных в этой книге), а о числах, которые отражают основные свойства нашей физической реальности. Например, сколько нужно взять карандашей и расположить их таким образом, чтобы они были перпендикулярны, т.е. под углом 90 градусов друг другу? – Три карандаша. Посмотрите, например, на любой угол в своей квартире, и там вы также увидите три ребра при вершине. Откуда взялось именно число три? Мы называем это число размерностью нашего пространства, но почему она равна именно трем, а не четырем или двум, или сорока двум? И почему во Вселенной существует, насколько мы можем судить, ровно шесть видов кварков? Кроме того, при описании природы мы также используем числа, называемые десятичными, когда, например, говорим, что "протон в 1836,15267 раз тяжелее электрона". Всего из 32 таких чисел физики могут получить и любую другую физическую константу из тех, которые когда-либо были найдены. 

Вселенной свойственна некая математичность, которая проявляется тем больше, чем глубже человек проникает во Вселенную. Словом, как же быть со всеми этими проявлениями математики в окружающем нас физическом мире? Большинство моих коллег-физиков всего лишь ограничиваются выводом, что природа по какой-то причине описывается на языке математики, по крайней мере приблизительно. Но я убежден, что надо идти дальше. Интересно, найдете ли вы в моей теории больше смысла, чем тот профессор, который сказал, что она погубит мою научную карьеру? 

Гипотеза о математической Вселенной 

Я был очарован этой математичностью мироздания еще будучи аспирантом. Как-то вечером 1990-го года в Беркли, когда я вместе со своим другом Биллом Пуарье сидел и рассуждал о природе вещей, мне вдруг пришла в голову мысль: окружающая нас реальность не просто описывается математикой – она сама является математикой, правда в очень специфическом смысле; причем я говорю не о некоторых сторонах реальности, но о всей реальности целиком, включая человека. 
Мое первоначальное предположение – т.е. гипотеза об окружающей нас реальности – формулировалось так: существует внешняя физическая реальность, которая совершенно не зависит от человека. Когда мы из какой-нибудь теории выводим некие умозрительные конструкции, то для удобства обозначения приходится вводить новые понятия и слова, например, "протон", "атом", "молекула", "клетка", "звезда" и т.д. Необходимо помнить, что все эти понятия созданы людьми, однако, в принципе, все может быть описано и без субъективного влияния человека. 

Но если предположить, что реальность существует независимо от человека, то для ее полного описания понадобится также помощь и внеземных существ или суперкомпьютеров, которым не ведомы наши научные концепции. Так возникла гипотеза о математической Вселенной, которая утверждает, что внешняя физическая реальность является математической структурой. 

Представим, что вы захотели, например, описать траекторию полета победного баскетбольного мяча, запущенного игроком за несколько секунд до окончания игры. Поскольку мяч состоит из элементарных частиц (кварков и электронов), то, в принципе, можно описать траекторию каждой частицы без ссылки на траекторию баскетбольного мяча, например, так: 
частица № 1 движется по параболе; 
частица №2 движется по параболе; 
… 
Частица № 138314159265358979323846264 движется по параболе. 

Конечно, такой способ описания движения каждой из частиц мяча крайне непрактичен, ведь чтобы описать траектории всех частиц понадобится времени больше, чем возраст Вселенной. Но этого и не нужно делать, поскольку можно рассматривать не каждую частицу в отдельности, а их совокупность, которая двигается как единое целое – именно для обозначения этого единого целого люди изобрели слово "мяч", что позволяет нам сэкономить время и в дальнейшем описывать движение всей совокупности частиц целиком. 

Мяч изобретен человеком, но сказанное выше точно так же относится и к другим природным объектам, таким как молекулы, скалы, звезды – этим объектам мы даем названия для экономии времени, а также для того, чтобы нагляднее представить себе эти явления природы. Слова-обозначения полезны, однако мы даем их по своему собственному усмотрению и произволу. 

И здесь возникает вопрос: а возможно ли вообще найти такое описание окружающего нас мира, которое бы не зависело от нашего субъективного мнения? Если оно возможно, тогда получится, что описание объектов окружающего мира и отношений между ними окажется полностью абстрактным, а любые слова и символы превратятся в простые этикетки-указатели, не зависящие от мнения человека. В таком случае отношения между объектами и будут считаться их свойствами. 

Для ответа на поставленный вопрос нужно иметь более глубокое представление о математике. По мнению специалистов-логиков, математическая структура представляет собой множество абстрактных объектов, на котором заданы отношения. Данный подход резко контрастирует с тем, как большинство из нас представляет себе математику (скажем, в виде наказания или всяких там фокусов с числами). 

Итак, современная математика занимается формальным описанием структур, которые могут быть определены абстрактно, т.е. без какого-либо субъективного человеческого вмешательства. Скажем, математические символы – это всего лишь пустые этикетки без внутреннего смысла. Не имеет никакого значения, как мы записываем простую операцию сложения – словами ("два плюс два равно четыре"), в виде формулы ("2 + 2 = 4") или на каком-нибудь языке, например, по-испански ("dos mas dos igual a cuatro"). Как именно мы будем обозначать сущность и отношения – не столь важно; мы знаем, что единственными свойствами целых чисел являются лишь те, с помощью которых обозначаются отношения между ними. Получается, что человек не изобретает математические структуры – он их обнаруживает, а потом лишь изобретает знаки для их обозначения. 

Таким образом, нужно выделить два ключевых момента: 1) гипотеза об объективном существовании мира вне человека предполагает, что "теория всего" (полное описание физической реальности) не зависит от субъективного мнения человека, и 2) любой вариант объективного описания реальности представляет собой некую математическую структуру. Из этого вытекает гипотеза о математической Вселенной (т.е. что окружающая нас физическая реальность, описываемая "теорией всего", есть ни что иное как математическая структура). Словом, если вы верите в то, что существует не зависимый от человека физический мир, то вы, следовательно, должны также верить и в то, что наша физическая реальность – это математическая структура. Все в нашем мире полностью математично, в том числе и каждый человек. 

Жизнь, очищенная от субъективности 

Выше мы показали, как люди привносят свое субъективное мнение в описание окружающего мира. Теперь давайте посмотрим с другой стороны: каким образом математическая абстракция может раскрыть объективную сущность, очистив ее от привнесенной человеком субъективности. Рассмотрим знаменитую в шахматах "Бессмертную партию", в которой белым для достижения победы пришлось пожертвовать большим количеством фигур – обеими ладьями, слоном, ферзем, и поставить мат при помощи двух коней, слона и нескольких пешек [знаменитая "Бессмертная партия" была сыграна в 1851 г. – прим. перев.]. Когда любители шахмат называют эту партию красивой, то они имеют в виду не привлекательность игроков, шахматной доски или фигур, а более абстрактную сущность, которую можно было бы назвать абстрактной игрой, или последовательностью ходов. 

Шахматы состоят из множества абстрактных объектов (различные шахматные фигуры, квадраты двух цветов на доске и т.д.), на котором заданы отношения. Например, отношение между шахматной фигурой и квадратом заключается в том, что фигура на нем стоит. Другой вид отношения: фигура ходит по определенным клеткам. Иными словами, описывать множество фигур на шахматной доске и отношения между ними можно по-разному, например, задать их на самой доске, использовать словесное описание на английском или, скажем, испанском языке или же обозначать алгебраически. Но если мы отбросим придуманные нами описания, то что же останется? Каков объект, которые они все описывают? – Ответ: "Бессмертная партия" сама по себе, шахматная партия как абстракция. Иными словами, все предпринятые нами эквивалентные описания этой партии говорят об одном и том же – об уникальной математической структуре, которая лежит в основе шахматной партии. 

Гипотеза о математической Вселенной предполагает, что мы живем, так сказать, в "реляционной реальности" в том смысле, что свойства окружающего нас мира проистекают не от свойств ее конечных строительных кирпичей, но от отношений между этими кирпичами. Следовательно, окружающая нас физическая реальность не сводится к сумме своих частей, а превосходит ее в том смысле, что эта реальность может обладать множеством каких-то своих уникальных свойств, в то время как ее части не имеют внутренних свойств вообще. Получается, что окружающий нас мир не только описывается с помощью математики, но он сам и есть математика. Опираясь на этот несколько безумный вывод, мы получаем, что люди – это части гигантского математического объекта, обладающие самосознанием. Вследствие сказанного, как я утверждаю в книге, снижается статус таких известных нам понятий, как "случайность", "сложность" и даже переоценивается понятие "иллюзии". Теперь можно предположить существование невиданных ранее параллельных вселенных, настолько обширных и необычных, что по сравнению с ними все вышеупомянутые странные вселенные бледнеют, вынуждая нас отказаться от многих наших наиболее глубоких представлений о реальности. 

Когда сталкиваешься с такой гигантской реальностью, то чувствуешь себя маленьким и беспомощным. Люди испытывали подобные чувства и раньше, когда вдруг узнавали, что окружавший их конечный мир на самом деле является лишь небольшой частью более крупной структуры – так было в случае с нашей планетой и Солнечной системой, нашей Галактикой и Вселенной, а, возможно, и всей иерархией параллельных вселенных, вложенных одна в другую по типу русских матрешек. Тем не менее в этом подходе я также вижу большой потенциал, поскольку мы постоянно недооцениваем не только размеры нашей Вселенной, но и мощь человеческого разума, способного ее разгадать. У наших предков, живших в пещерах, объем головного мозга был такой же, как и у нас, а поскольку они не сидели по вечерам у телевизоров, то у них, конечно, было время задаться такими, например, вопросами: "Что это за штуки светятся там, на небе?" или "Откуда все это на небе взялось?" Для объяснения они придумали красивые мифы и байки, но им так и не удалось понять, что для получения ответов на эти вопросы главный инструмент находился в них самих. И для того, чтобы изучать небесные объекты, совсем не надо лететь самому в космос, – достаточно, чтобы заработал человеческий разум. Когда человеческое воображение впервые покинуло Землю и приступило к расшифровке тайн Вселенной, то делало оно это силой разума, а с помощью не ракетной тяги. 

Стремление к знанию настолько меня очаровало, что я не смог ему сопротивляться и поэтому стал физиком. Я написал эту книгу, потому что хотел поделиться с читателями рассказом об этом завораживающем стремлении к открытиям, особенно в наше время, когда часто порой чувствуешь свою беспомощность. Если вы решили прочитать мою книгу, то это значит, что вы решили присоединиться ко мне и моим коллегам-физикам и заняться нашим совместным поиском. 


Источник →

Ключевые слова: вселенная, Книги, математика
Опубликовано 16.06.2016 в 03:00

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
Показать новые комментарии
Правда о репрессиях 1937 года

Правда о репрессиях 1937 года

30 янв, 03:01
+1289 1546
Самый сильный человек мира с…

Самый сильный человек мира случайно разогнал гей-парад на Украине.

1 сен 17, 03:01
+797 161
В чем "провинился" Кадаффи

В чем "провинился" Кадаффи

30 янв, 04:01
+754 581
Сейчас Вы очень удивитесь. В…

Сейчас Вы очень удивитесь. Возможно, здесь приведены всего лишь цифры, но какие! Итак, начнём.

1 дек 17, 02:00
+665 358
Как император Александр III …

Как император Александр III с Европой разговаривал. Несколько особо "выпуклых" цитат

30 янв, 03:01
+651 219
Стих 10-летнего мальчика про…

Стих 10-летнего мальчика про Родину. Ну и дааааааа....

1 ноя 17, 02:01
+558 232
Другой взгляд на историю Руси

Другой взгляд на историю Руси

30 янв, 04:01
+444 324
Немецкие солдаты о русских.

Немецкие солдаты о русских.

30 янв, 02:01
+384 302
Экзотика по-африкански: топл…

Экзотика по-африкански: топлес-выставка женской красоты без табу (+18)

2 янв, 03:01
+363 235
Мужество советского генерала

Мужество советского генерала

2 янв, 04:02
+340 202
Любовь напоказ: 16 сексуальн…

Любовь напоказ: 16 сексуальных фантазий, запечатленных в скульптуре

4 янв, 03:02
+335 257
Почему США не замечают...

Почему США не замечают...

3 янв, 03:00
+330 71
"Маузер": вся правда о писто…

"Маузер": вся правда о пистолете комиссаров

31 янв, 03:00
+302 150
Удивительный текст, как молитва

Удивительный текст, как молитва

31 янв, 03:00
+301 81
Удивительная находчивость ко…

Удивительная находчивость командира разведчиков

31 янв, 03:00
+294 50
Почему Сталин вернул погоны …

Почему Сталин вернул погоны в 1943 году

31 янв, 04:01
+290 279
ЧИТАТЬ читать и еще раз чита…

ЧИТАТЬ читать и еще раз читать...будет интересно

17 дек 16, 03:21
+287 95
Сотни американских шпионов в…

Сотни американских шпионов в период холодной войны были пойманы в СССР по глупейшей причине

3 янв, 05:01
+266 385
Редкие цветные фотографии ко…

Редкие цветные фотографии коммуны хиппи

2 фев, 08:02
+261 169
Немного об оружии

Немного об оружии

2 фев, 08:00
+228 94
Сохраните и читайте, когда б…

Сохраните и читайте, когда будет плохое настроение!

2 фев, 08:00
+222 25
«Моему бывшему хозяину». Пис…

«Моему бывшему хозяину». Письмо раба, написанное 150 лет назад, потрясло полмира

2 фев, 08:00
+219 144
Такому в школе нас не учили. А жаль!

Такому в школе нас не учили. А жаль!

3 фев, 04:01
+209 61
Добро пожаловать в ад, инженеры.

Добро пожаловать в ад, инженеры.

3 фев, 05:02
+203 211
Интересные факты о Сталине.

Интересные факты о Сталине.

5 янв, 04:00
+202 179
Круто...

Круто...

5 янв, 04:01
+199 55
Почему воины на Руси были та…

Почему воины на Руси были такими могучими?

3 фев, 03:00
+188 141
Про рухнувший на Украине сам…

Про рухнувший на Украине самолёт, почитайте, интересно!

4 окт 14, 18:53
+180 36
7 «иуд» русской истории

7 «иуд» русской истории

3 фев, 04:00
+179 239
Отгадайте, кто этот человек?

Отгадайте, кто этот человек?

3 фев, 03:02
+178 114
Сколько денег украли у Росси…

Сколько денег украли у России Англия, Франция, США

1 фев, 02:01
+178 75
Всадница. Задание для глаз

Всадница. Задание для глаз

1 фев, 04:02
+170 296
Почему американцев называют …

Почему американцев называют пиндосами

1 фев, 02:01
+167 63
Эта история произошла во вре…

Эта история произошла во времена ярой дружбы СССР и Кубы

1 фев, 04:02
+166 49
Тайна вьетнамских подземных партизан

Тайна вьетнамских подземных партизан

7 янв, 02:01
+165 74
Русский и английский

Русский и английский

1 фев, 02:01
+160 72
Найдите лошадь..... головоломка

Найдите лошадь..... головоломка

6 ноя 17, 04:01
+155 293
Что вы никогда не знали о Кр…

Что вы никогда не знали о Красной армии

6 янв, 04:00
+153 260
Просто фото или не просто фото

Просто фото или не просто фото

6 янв, 03:01
+147 30
15 загадок с подвохом

15 загадок с подвохом

8 фев, 03:56
+147 77
Почему русская военная техни…

Почему русская военная техника называется так, как она называется?

4 фев, 02:02
+146 43
Как советские военные с легк…

Как советские военные с легкостью вычисляли немецких шпионов под Ленинградом

4 фев, 03:01
+144 155
Великая была страна, которая…

Великая была страна, которая имела таких сыновей.

5 фев, 04:01
+139 32
Уникальный вертолет «Чёрная акула»

Уникальный вертолет «Чёрная акула»

4 фев, 02:00
+138 32
Что нужно знать о Черном море

Что нужно знать о Черном море

4 фев, 02:02
+135 41
Кому по праву должна принадл…

Кому по праву должна принадлежать Прибалтика?

8 фев, 03:56
+134 49
Вечный двигатель, которому 2…

Вечный двигатель, которому 25 тысяч лет: почему его исследования подавляются?

4 фев, 02:02
+130 144
Военные хитрости для мужчин

Военные хитрости для мужчин

5 фев, 03:00
+124 33
Межконтинентальная баллистич…

Межконтинентальная баллистическая ракета «Булава»

5 фев, 02:02
+122 34
Подвиг Зины Портновой

Подвиг Зины Портновой

5 фев, 03:02
+120 56
Читать

Последние комментарии

Россиянин .
Руслан Битаров
https://www.youtube.com/watch?v=pKBW3FaYoPg
Руслан Битаров Этот двигатель нарушает законы физики, и учёные не могут найти подвоха
Руслан Битаров
Читать

Поиск по блогу

Люди

8855 пользователям нравится сайт knowledgeblog.ru