Давайте спросим наоборот. Почему их должно быть легко объединить? Зачем их объединять? Почему мы ожидаем, что сможем всё объединить?
Что же, история развития великолепного (и чрезвычайно полезного), перекрывающегося и взаимно поддерживающегося знания, которое мы называем наукой, была историей объединения.
Было обнаружено, что биология (частично) полагается на химию. Было обнаружено, что химия опирается на свойства атомов, то есть на физику. В рамках физики вещи, которые мы считали отдельными, такие как электричество и магнетизм, позже стали рассматриваться как разные проявления одного и того же основного явления, электромагнетизма.
Было показано, что слабое ядерное взаимодействие, которое управляет радиоактивным распадом, является одним из аспектов единой теории электрослабого взаимодействия, охватывающей также электромагнетизм. Наконец, появление квантовой теории поля, уточнения квантовой механики, свело ядерные силы (которые связывают нуклоны) в единую структуру.
И мы видим появление ещё одной объединяющей «силы» — использования математики в качестве универсального языка любого научного проекта.
Итак, начатая и законченная раньше, чем Квантовая теория поля и физика «Стандартной модели», у нас есть ещё одно выдающееся достижение — Общая теория относительности Эйнштейна. Другая теория, другое математическое обоснование.
Некоторые люди утверждают, что Квантовая теория поля и Теория относительности в какой-то мере несовместимы, но это не совсем так. Действительно, Квантовая теория поля — полностью релятивистская теория. Камнем преткновения является то, что она основана на дискретности реальности с фундаментальными элементами, существующими в виде квантов. Теория относительности — это «непрерывная», можно сказать, классическая теория. Кажется неопрятным (мягко говоря) что одна часть реальности «гладкая», а другая — «неровная».
Но почему должно быть так, что КТП и ОТО можно и нужно объединить или заменить какой-то более фундаментальной — и, без сомнения, всё ещё математической — теорией, более фундаментальной, чем обе?
Один из ответов — прошлое как бы путеводитель в будущее. Стремление к объединению путем нахождения некоторой структуры нижнего уровня, в которой непохожее магически становится похожим, всегда работало до сих пор и действительно было очень плодотворным.
Однако это просто сдвигает вопрос на уровень ниже. Почему этот подход должен сработать? Один ответ — предложил Макс Тегмарк (американский космолог и астрофизик, род. 1967) — это потому, что реальность сама по себе является математическим объектом. Реальность — не просто то, что моделируется математикой, а неотъемлемая часть математики. Его постулат состоит в том, что математика не «служанка» физической науки, а является самой тканью Вселенной (или Мультивселенной).
Этот взгляд, несомненно, маргинальный. Но подумайте, если мы действительно сможем добиться объединения, возможно, мы приблизимся к точке зрения Тегмарка. Возможно, фундаментальные строительные блоки реальности — это не кварки или струны, а уравнения. Может, Платон всё-таки был прав...
По материалам публикации (англ.).
Из комментариев
Иоганн Кеплер: «Природа предпочитает простоту сложности. Если она сможет найти простой способ сделать что-то, она без колебаний выберет этот способ, а не что-то более сложное».
***
Проблема с этим аргументом, конечно, заключается в том, что общий математический инструмент может быть разработан, но может оказаться слишком громоздким, чтобы быть полезным.
