Есть ли реальность за вашей спиной? О квантовой физике простым языком

В 1978 году аниматор Лорен Карпентер делал компьютерную графику с изображением горного хребта. Когда он рисовал гору произвольно, изображение получалось нереалистичным. И тогда Карпентер решил применить фрактальный принцип: нарисовал гору в виде простой пирамиды, затем разделил каждую из её сторон на более мелкие подобные фигуры, повторив процесс много раз. И гора получилась правдоподобной, ведь в реальности горные хребты, как и большинство элементов природы, – это фракталы. И теперь в современной компьютерной графике фрактальный принцип используется для построения «реалистичного» мира.

За хаосом природы скрыт порядок. Мы можем математически – с помощью фрактальных вычислений – описать, как формируются облака, кроны деревьев, цветы, бронхи и кровеносная система человека.

Но почему мир так устроен? Если верить в теорию симуляции – то опять же для уменьшения нагрузки на процессор, создающий нашу реальность. Зачем каждый раз придумывать новые элементы, если можно многократно повторять уже существующие?

Для меня фрактальность нашего мира – один из самых сильных аргументов в пользу теории симуляции.

Антропный принцип

Когда‑то в детстве, изучая физику, я поразилась, как много факторов должно было сойтись, чтобы жизнь на нашей планете стала возможной.

• В самом деле, если бы Земля находилась чуть дальше от Солнца, то замёрзли бы все океаны. А если бы чуть ближе – они бы превратились в пар.

• Если бы у Земли не было её спутника – Луны, то земная ось постоянно меняла бы направление, что вызывало бы драматические изменения климата, шквал цунами и землетрясений. А для создания ДНК необходимы сотни миллионов лет климатической стабильности. Да и у Луны как раз подходящий размер, чтобы стабилизировать Землю.

• Кроме того, у нас есть Юпитер, обладающий большой массой, и благодаря этому он отбрасывает пролетающие астероиды подальше от Земли, в открытый космос.

• Если бы Земля была чуть меньше, то в нашей атмосфере не было бы кислорода. А если бы чуть больше – то в атмосфере было бы много ядовитых газов.

• Ещё мы находимся в правильном месте нашей Галактики – где Млечный Путь. Чуть ближе к центру Галактики – и сильное излучение сделало бы жизнь невозможной. Чуть дальше – и у нас было бы недостаточно тяжёлых элементов, необходимых для жизни.

Одним словом, мы живём в границах такого узкого диапазона, что, похоже, разумная жизнь на Земле – это и в самом деле уникальное явление не только для нашей Галактики, но и для всей Вселенной.

И это ещё не говоря о фундаментальных константах!

Их существует несколько сотен (скорость света, постоянная Планка, массы элементарных частиц и т. д.). Эти константы неизменны. Если бы даже одна из этих констант была другой, то жизнеспособная и устойчивая Вселенная не смогла бы сформироваться.

Пример – гравитационная постоянная. Если бы она была чуть больше (т. е. больше была бы сила притяжения тел), то расширение Вселенной после Большого взрыва прекратилось бы почти мгновенно и мир сжался бы обратно, не успев родиться. А если бы гравитационная постоянная была чуть меньше, то Вселенная расширялась бы без образования звёзд и планет.

Неужели наша Вселенная была изначально создана специально для нас?

Если бы хоть один из параметров был немного изменён, то мы бы не существовали и некому было бы придумывать законы квантовой физики, да и вообще рассуждать о мироустройстве.

Антропный принцип: мы видим Вселенную такой, потому что только в такой Вселенной мог возникнуть наблюдатель, человек.