Познакомился с тем, как известный физик Карло Ровелли представляет себе устройство мира. Ровелли известен своими работами в области петлевой квантовой гравитации. Также Ровелли является автором одной из интерпретаций квантовой механики — реляционная квантовая механика.
В книгах Реальность выглядит совсем по другому и Порядок времени Ровелли предлагает свой собственный взгляд на мир. Он практически не сравнивает напрямую свое видение мира с тем, что говорят другие физики. Тем не менее, перекличку идей можно увидеть косвенным образом. Я думаю, что название одной из глав книги Конец бесконечности является ответом на книгу Дэвида Дойча Начало бесконечности. Упоминание о том, что состояния с низкой энтропией при образовании вселенной некоторые считают «грубым фактом» (brute fact), является неявным сопоставлением своей концепции времени с таковой у Шона Кэрролла. Концепция времени Ли Смолина, которая радикально отличается от того, что предлагает Ровелли, вынесена в примечания.
Тем не менее, следует отметить, что в целом Ровелли достаточно четко подчеркивает, что из сказанного является среди физиков общепринятым, а что нет. Исключением является, пожалуй, только интерпретация квантовой механики, поскольку упоминания альтернативных концепций я не заметил.
Ровелли представляет общую теории относительности и квантовую механику в контексте развития научных идей. Это описание нельзя назвать историей науки в точном значении этого термина (Ровелли говорит об этом), но оно хорошо сделано и служит хорошей точкой отсчета для перехода к объединению обоих теорий. Мне понравилось описание общей теории относительности, я, кажется, чуть больше понял, о чем в ней говорится.
Итак, есть две теории, которые используются физиками и инженерами для решения практических задач. Тем не менее, невозможно совместить эти теории на концептуальном уровне. Другими словами, существование общей теории относительности и квантовой механики в том виде, в котором они были созданы, разрушает единство науки.
Петлевая квантовая гравитация является одной из попыток объединения двух теорий. Должно быть понятно, что квантовая гравитация — это альтернатива теории суперструн. Квантовая гравитация отталкивается от уравнения Уилера — Девитта. Решение уравнения выглядит в виде петель, которые пересекаются в узлах. Решение, таким образом, можно представить себе в виде графа, при этом именно узлы связаны с объемом. Таким образом, можно сказать, что узлы представляют из себя кванты гравитационного поля и что пространство возникает в ходе решения уравнения. Узлы не находятся в пространстве, они его образуют.
Описание пространства, в целом, не вызывает особых проблем при восприятии. Есть квант пространства, он не находится в пространстве, а образует пространство. Выглядит даже логично, раз в квантовой механике все квантуется, то и пространство должно квантоваться. Проблемы начинаются со временем, поскольку время в уравнение Уилера — Девитта не входит. Ровелли начинает издалека. Он (в особенности см. Порядок времени) подробно разбирает, что наше представление о времени сильно отличается от того, что говорит физика и что привычное нам время не найти в общей теории относительности, в которой понятие одновременности потеряло свое абсолютное значение. Описания отношений времени и физики в книге Ровелли похоже на то, что пишет Смолин в Возвращении времени, только в книгах Ровелли и Смолина из этого делаются противоположные выводы.
Далее Ровелли говорит, что нам следует представлять мир не в виде коллекции вещей, а в виде потока событий, который в свою очередь можно представить в виде графа. Другими словами, базовой единицей картины мира вместо объекта становится событие. Тем не менее, пока в графе событий нет привычного нам времени. Как уже упоминалось, понятие одновременность становится неприменимым на глобальном уровне. Более того, в графе отсутствует направленность, то есть, течение времени также отсутствует. Есть связь между событиями, а времени нет.
Соответственно, возникает вопрос, каким образом из обрисованной картины мира вернуться в привычный нам мир с необратимым течением времени. Ровелли выбирает путь Больцмана, в котором время отождествляется с возрастанием энтропии, что в свою очередь связывается с недостатком информации. Ровелли говорит, что направленность времени можно найти только во втором законе термодинамики, а все остальные законы позволяют обратить течение времени. Таким образом, Ровелли связывает течение времени с образованием тепла (тепловое время) и приходит к выводу, что такое возможно только при обладании неполной информации о мире.
Получается странная картина, когнитивный диссонанс от которой я не смог преодолеть. На фундаментальном уровне времени нет, а есть только граф событий. Время возникает из-за того, что физическое взаимодействие организма со внешним миром ограничено, что приводит к неполной информации, что в свою очередь приводит к возрастанию энтропии. Ровелли апеллирует к Августину, Канту и Гуссерлю и говорит, что у них время выглядело примерно также, они только не знали о связи времени с энтропией.
В заключение обращу внимание на то, в чем взгляд Ровелли полностью согласуется с тем, что думают другие физики. Ниже идет моя интерпретация, Ровелли напрямую так не говорил. В основе фундаментальной реальности лежит закон физики, который выражается в виде математического уравнения. Мы еще не знаем истинного закона, но физики наверняка это узнают. Более того, в картине мира Ровелли именно этот закон создает пространство и, в конечном итоге, время (как бы странно процесс возникновения времени не выглядел). По-моему, несложно догадаться, что этот истинный закон напоминает.
Информация
Carlo Rovelli, Reality Is Not what It Seems. The Journey to Quantum Gravity, 2017.
Carlo Rovelli, The Order of Time, 2018.
К теме: Мозг Больцмана в равновесной Вселенной
Е.А. Мамчур, Захаров В.Д. О книге Карло Ровелли. Квантовая гравитация, Эпистемология и философия науки, Том: 19 Номер: 1 Год: 2009 Страницы: 230-237.