Галилей писал: «Природа разговаривает с нами на языке математики». Нобелевский лауреат Юджин Вигнер в прошлом веке говорил: «Эффективность математики в естественных науках невероятна и нуждается в объяснении». Тегмарк попробовал объяснить.
Каждый объект Вселенной обладает физическими свойствами. Солнце желтое, массивное, горячее. Яблоко зеленое, круглое, жесткое. Но давайте погрузимся вглубь — на атомарный уровень. Здесь эти свойства исчезают. У атома нет цвета, и понятие температуры к отдельному атому неприменимо. Атом не круглый, не жесткий, не зеленый. Физических свойств у атома много меньше, чем у системы атомов — молекулы, а у молекулы физических свойств много меньше, чем у яблока, человека или Солнца.
Какими физическими свойствами обладают элементарные частицы? Масса, энергия, импульс, момент вращения… Все? Но импульс и вращательный момент — это, вообще говоря, уже не материальные сущности. Это абстракция. Числа.
Элементарные частицы, как утверждают физики, — всего лишь особые колебания неких струн. А струны даже массы не имеют! Масса возникает в процессе струнных колебаний. Струна, вообще говоря, объект не физический, а сугубо математический. Число.
Что такое пространство, заполненное звездами, — по Эйнштейну? Это, по сути, геометрия. Свойства пространства — размерность, кривизна, топология, — свойства математического объекта. И получается, что на самом фундаментальном уровне природы нет физики, а есть только и исключительно математика! Все физические объекты, и мы с вами, Дженнифер, являемся, если разобраться, сугубо математическими структурами. Поэтому Тегмарк сделал вывод, который лишь выглядит шокирующим, а на самом деле справедлив природа не описывается математикой. Природа и есть математика! И не более того.
Суть элементарных частиц заключена в числах — спине, заряде, лептонном числе… А числа — сугубо математическая структура. Еще более фундаментальная мировая сущность: волновая функция, движущаяся в гильбертовом пространстве, обладающем бесконечно большим числом размерностей. И волновая функция, и гильбертово пространство — объекты сугубо математические.
В основе физических законов лежат мировые постоянные — постоянная Планка, тонкой структуры, тяготения, скорость света… Числа, числа, числа. Мир, все вселенные — это математические структуры. Материи нет. Нет пространства. Число измерений равно нулю. Нет времени — оно для математических структур не существует.
Розенфельд увидел нетерпение в глазах Дженнифер, но не мог остановиться. Заговорив о математической вселенной, он понял, что перешел границу в восприятии собеседницы. Не мог понять — какую. То ли она перестала понимать то, что он говорил, полагая, что ей это известно. То ли она, напротив, все очень хорошо поняла и не хотела слышать продолжения. Знала, куда приведут Розенфельда рассуждения, и боялась выводов, к каким он мог прийти. Не хотела о них знать.
Испугалась?
Розенфельд запнулся — взгляд Дженнифер его остановил. Она не могла словами сказать яснее: прекратите!
Он прекратил.
Она подошла к окну, прижалась лбом к стеклу и смотрела в сад. Солнце теперь было с другой стороны здания, комната оказалась в тени, и Розенфельд видел тень Дженнифер на фоне яркого неба за окном — удивительно красивая картина художника-примитивиста. Он никогда прежде не связывал изображения с музыкой. Видимо, связь эта возникала из эмоций, а подобных эмоций у Розенфельда не было, музыку он воспринимал разумом, это тоже было, видимо, профессиональной деформацией. Сейчас, глядя на силуэт в окне, он… нет, не сравнил изображение с мелодией. Мелодия и силуэт стали единым целым. Силуэт превратился в мелодию, и Розенфельд не представлял, как это могло произойти физически. Наверно так же, как струны, становясь математикой, обнажают истинную сущность мироздания.
Из математических структур можно создать самое элементарное, что возможно в физике — струну. Запустить цепную реакцию развития физического мира. Мелодия струн рождает элементарные частицы — прежде всего, бозоны Хиггса. Массу, притяжение, инерцию. Элементарные частицы уже обладают новыми физическими особенностями. Возникает физический вакуум. Неоднородности физического вакуума приводят к флуктуациям — безудержному расширению пространства и Большому взрыву. Рождается Вселенная. Множество вселенных. Бесконечно большое число разнообразных вселенных. Атомы. Плазма. Звезды. Галактики. Планеты. Жизнь. Разум.
Всего этого могло не быть. Математические структуры — основа мироздания — могут существовать вечно. Они — вне времени. Они совершенны.