2. Всесвіт чи Багатосвіт?
Додано: Вів травня 01, 2012 6:36 pm
Universe or Multiverse? Edited by Bernard Carr. Cambridge University Press, 2007, 517 p.
First published 2007 First paperback edition 2009
Резюме
Книжка присвячена гіпотезі багатосвіту (гіпотетичній множині всіх можливих всесвітів). Нещодавні події в космології й фізиці елементарних частинок, такі як картина струнного ландшафту, привели до дивовижного усвідомлення того, що наш Всесвіт не унікальний, а може бути лише одним з багатьох всесвітів. Припущення про багатосвіт допомагає пояснити походження нашого Всесвіту, і деякі з його спостережуваних особливостей. Книжка базована на трьох обговореннях в Кембридзькому («Антропні аргументи в фундаментальній фізиці та космології» і «Очікування Кінцевої теорії» ) і Стенфордському університетах («Всесвіт чи Багатосвіт?»). Учасники обговорень надали свої статті. I частина – оглядові статті. Частина II присвячена космологічним і астрофізичним аспектам припущення багатосвіту. Частина III більше стосується фізики елементарних частинок і квантової космології, а частина IV – більше загальних філософських аспектів. Загалом статті напівпопулярного рівня.
Обґрунтування потреби у її виданні, характеристика
Склад авторів від лавреатів Нобелівсьької премії з фізики до теологів. Діяпазон поглядів авторів від сильної підтримки ідеї багатосвіту до сильного заперечення.
Декілька зауваг
Я не володію англійською мовою
, тому переклад неминуче кострубатий і, звісно, з помилками. Фахівців у цій новій і дуже популярній в світі й швидко розвитковій науковій галузі в Україні нема. Перекладами математично-природничих книжок в Україні не займаються. Така собі закінчена українська загумінковість 
. Кількість людей, спроможних осягати наукові/технічні ідеї неминуче скорочується. Шансів на видання таких книжок практично нема. І до всього цього ще й у вкраїнській вікіпедії Multiverse переклали вже як Мультивсесвіт (зрозуміло, бо в російській Мультивселенная). Але, як кажуть французи: роби те, що маєш робити, і хай буде те, що буде 
.
Позаяк оглядова стаття коротко описує те, що викладають пізніше автори відповідних розділів, то вона досить непроста. Саме тому наперед я поставив питання для обговорення (боюсь, що саму статтю мало хто дочитає, а отже, до питань не дійде).
Питання для обговорення
Головне: переклад слова Multiverse. Тому цілком наведена завувага від редакції і посильний переклад (з виділенням проблемних слів).
Editorial note
Although the term 'universe' is usually taken to mean the totality of creation, the theme of this book is the possibility that there could be other universes (either connected or disconnected from ours) in which the constants of physics (and perhaps even the laws of nature) are different. The ensemble of universes is then sometimes referred to as the 'multiverse', although not everybody likes that term and several alternatives are used in this volume (for example, megaverse, holocosm, and parallel worlds).
This lack of consensus on what term to use is hardly surprising, since the concept of a multiverse has arisen in many different contexts. Therefore, in my role as editor, I have not attempted to impose any particular terminology and have left authors to use whatever terms they wish. However, in so much as most authors use the word 'universe', albeit in different contexts, I have tried to impose uniformity in whether the first letter is upper or lower case. Although this might be regarded as a minor and rather pedantic issue, I feel that a book entitled Universe or Multiverse? should at least address the problem, and this distinction in notation can avoid ambiguities.
I have adopted the convention of using 'Universe' (with a big U) when the author is (at least implicitly) assuming that ours is the only one. When the author is (again implicity) referring to a general member of an ensemble (or just an abstract mathematical model), the term 'universe' (with a small u) is generally used. The particular one we inhabit is then described as 'our universe', although the phrase 'the Universe' (with a big U) is also sometimes used. This mirrors the way in which astronomers refer to 'our galaxy' as 'the Galaxy', and allows a useful distinction to be drawn (for example) between 'the visible Universe' (i.e. the visible part of our universe) and 'the visible universe' (i.e. the universe of which a part is visible to us). The word 'multiverse' is always spelt with a small m, since the idea arises in different ways, so there could be more than one of them.
Some authors prefer to reserve the appellation 'Universe' for the ensemble itself, perhaps restricting the term 'multiverse' for some higher level ensemble. In this case a capital U is used. In the inflationary scenario, for example, the term 'Universe' would then be used to describe the whole collections of bubbles rather than any particular one. This issue also arises in the context of quantum cosmology, which implicitly assumes the 'many worlds' interpretation of quantum mechanics. The literature in this field commonly refers to the 'wave-function of the Universe', although one might argue that wave-function is really being taken over a multiverse. The title of this book can therefore be understood to refer not only to the ontological issue of whether other universes exist, but also to the etymological issue of what to call the ensemble!
Від редакції
Хоча під терміном «всесвіт» (universe) зазвичай розуміють всю сукупність світобудови/створеного, тема цієї книжки – можливість того, що можуть існувати інші всесвіти (зв’язані або незв’язані з нашим), в яких фізичні константи (і, можливо, навіть закони природи) різні. Ансамбль всесвітів тоді іноді називають «багатосвітом» (multiverse), хоча й не всім подобається це слово і в цій книжці використано кілька варіянтів (наприклад, мегасвіт (megaverse), повносвіт (holocosm) і паралельні світи (parallel worlds)).
Цей брак одностайності, за якого використовують термін, не дивний, бо концепція багатосвіту виникла в багатьох різних контекстах. Тому, як редактор, я не намагався нав’язати будь-яку конкретну термінологію і залишив на розсуд авторів використовувати хоч які терміни, на їхнє бажання. Однак, оскільки більшість авторів використовували слово «всесвіт», хоча й у різних контекстах, я спробував нав’язати однаковість в написанні першої букви – великої або малої. Хоч це можна розглядати як незначне і досить дріб’язкове питання, я вважаю, що книжка затитулована як «Всесвіт чи Багатосвіт?» повинна принаймні зачепити цю проблему, і можна буде уникнути неоднозначності в позначенні.
Я запропонував угоду про вживання «Universe» (з великої U), коли автор (принаймні опосередковано) припуcкає, що він єдиний. Коли автор (знову непрямо), посилається на звичайний член ансамблю (або просто абстрактної математичної моделі), зазвичай використовувано термін «universe» (з малої u). Особлива одиниця, де ми живемо, в такому разі охарактеризована як «наш всесвіт» («our universe»), хоча слово «the Universe» (з великої U) також іноді використовуване. Це відбиває підхід, в силу якого астрономи покликаються на «нашу галактику» («our galaxy») як на «Галактику» («Чумацький шлях») («the Galaxy»), а також дозволяє успішно проводити відмінність (наприклад) між «видимим Всесвітом (the visible Universe)» (тобто видимою частиною нашого всесвіту (our universe)) і «видимим всесвітом (the visible universe)» (тобто всесвітом (the universe), частина якого для нас видима). Слово «multiverse» всюди написане з малої m, бо ідея ця виникає за різних підходів, отже, він може бути не один.
Деякі автори віддають перевагу приберегти назву «Всесвіт» («Universe») для найменування ансамблю як такого, можливо, звужуючи термін «багатосвіт» («multiverse») до якогось вищорівневого ансамблю. У цьому випадку використовувана велика буква U. В інфляційному сценарії, наприклад, термін «Всесвіт» («Universe») буде тоді використовуваний для опису всієї колекції бульбашок, а не однієї якоїсь конкретної. Ця проблема виникає також у контексті квантової космології, яка неявно припускає «багатосвітнє» («many worlds»)1 тлумачення квантової механіки. Література в цій галузі зазвичай покликається на «хвильову функцію Всесвіту» («wave-function of the Universe»), хоча можна стверджувати, що хвильову функцію в дійсності переймає на себе багатосвіт. Назва цієї книги може, отже, бути витлумаченою як така, що стосується не тільки онтологічного питання про те, чи існують інші всесвіти, а й етимологічного питання стосовно того, як називати ансамбль!
Ще одне головне питання: Що робити з назвами часописів: перекладати/транслітерувати/транскрибувати/не чіпати? Останнім часом поширеним стало написання мовою оригіналу, а що тоді робити з японськими, китайськими, арабськими тощо назвами? Мав би бути якийсь однаковий підхід, певно, хоч він і видається даремним ускладненням у випадку латинки. Або ж робити для останньої виняток. Як це роблять в наукових/медичних текстах. Одним словом, потрібно виробити правила, тим паче що проблема ця в правописі ніяк не зачеплена.
І дрібніші питання: переклад деяких слів/сполук (для цього подано оригінальні речення). Відповідні слова/сполуки виділені грубим шрифтом.
Anthropic claims - at least in their strong form - were regarded with a certain amount of disdain by physicists at the time, and in some quarters they still are. – Антропні заяви – принаймні в своїй сильній формі – фізики розглядали з певною часткою презирства в той час, а деякі їхні кола й досі.
As a variant of this idea, Andrei Linde and Alex Vilenkin have invoked 'eternal' inflation, in which each universe is continually self-reproducing, since this predicts that there may be an infinite number of domains - all with different coupling constants. – Як до одного з варіянтів цієї ідеї, Андрєй Лінде і Алекс Віленкін вдаються до «вічної» інфляції, за якої кожен всесвіт постійно самовідтворний, оскільки це передбачає, що тоді може бути необмежена кількість областей, – всі з різними константами зв’язку. Різні всесвіти в такому разі простягуються і в просторі, й у часі.
On the other hand, Stephen Hawking prefers a quantum cosmological explanation for the Universe and has objected to eternal inflation on the grounds that it extends to the infinite past and is thus incompatible with the Hartle-Hawking 'no boundary' proposal for the origin of the Universe. This requires that the Universe started at a finite time but the initial singularity of the classical model is regularized by requiring time to become imaginary there. If one uses the path integral approach to calculate the probability of a particular history, this appears to favour very few expansion e-folds, so the Universe would recollapse too quickly for life to arise. However, anthropic selection can salvage this, since one only considers histories containing observers. – З іншого боку, Стівен Гокінґ віддає перевагу квантовому космологічному поясненню Всесвіту, і заперечує проти вічної інфляції2 на тій підставі, що вона простягається на нескінченне минуле і, отже, несумісна з «безмежовим» припущенням Гартла – Гокінґа щодо походження Всесвіту. Воно потребує, щоб Всесвіт почався в скінчений час, але початкова сингулярність класичної моделі, впорядкована вимаганням часу, стає нереальною. Якщо застосувати метод інтегралу вздовж траєкторій для обчислення ймовірності тієї чи іншої історії, це, як видається, дуже мало сприяє е-кратному розширенню, так що Всесвіт реколапсуватиме занадто швидко, щоб виникло життя.
For many subsequent decades cosmologists assumed Λ was zero, without understanding why, but a remarkable recent development has been the discovery that the expansion of the Universe is accelerating under the influence of (what at least masquerades as) a cosmological constant. – Протягом багатьох дальших десятиліть космологісти припускали, що Λ рівне нулю, не розуміючи, чому, але видатною подією останнього часу стало відкриття, що розширення Всесвіту прискорюється під впливом (принаймні, так видається) космологічної сталої.
The crucial issue of whether the number of vacuum states is sufficiently large and their spacing sufficiently small to satisfy the anthropic constraints is still unresolved. – Найважливіше питання, чи число вакуумних станів є достатньо великим, а інтервал між ними достатньо малим, щоб задовольнити антропним обмеженням, досі не розв’язане.
The Greeks, for example, believed the Earth was at the centre of a series of 'crystal spheres', these becoming progressively more perfect as one moves outwards. – Греки, наприклад, вважали, що Земля розташована в центрі низки «прозорих сфер», які, поступово стаючи все досконалішими, всі разом рухаються зсередини.
More conservative cosmolo-gists might prefer to maintain the cosmocentric view that ours is the only Universe, but perhaps the tide of history is against them. – Консервативніші космологісти можуть віддати перевагу обстоюванню космоцентричного погляду, що наш Всесвіт єдиний, але, можливо, хід історії проти них.
In M-theory itself, the total number of dimensions (including time) is eleven, with 4-dimensional physics emerging from the way in which the extra dimensions are compactifled (described by what is called a Calabi-Yau manifold). The discovery of dark dimensions through particle physics shakes our view of the nature of reality just as profoundly as the discovery of dark energy through cosmology. – У самій М-теорії загальна кількість вимірів (разом з часом) – одинадцять, у випадку 4-вимірної фізики, виходячи з того, яким чином додаткові виміри компактифіковані (описані так званим многовидом Калабі – Яу). Відкриття темних вимірів завдяки фізиці частинок похитнуло наш погляд на природу реальності так само ґрунтовно, як відкриття темної енергії в космології.
The significance of the head meeting the tail is that the entire Universe was once compressed to a point of infinite density (or, more strictly, the Planck density). – Значення перетину голови і хвоста, що весь Всесвіт був колись стиснутий до точки нескінченної густини (або, якщо точніше, планківської густини).
However, it would be very fortunate (almost anthropically so) if the scale of quantum gravity just happened to coincide with the largest currently accessible energy scale. – Проте дуже б пощастило (майже антропно), якщо масштаб квантової гравітації просто випадково виявиться збіжним з найбільшим тепер доступним енергетичним масштабом.
On the other hand, science itself cannot deal with such issues, and it seems unlikely that - even in the extended form required to accommodate the multiverse - science will ever prove or disprove the existence of God. – З іншого боку, наука сама по собі не може впоратися з такими проблемами, і видається малоймовірним, що навіть в розширеній формі, потрібній, щоб дати пристановище багатосвіту, наука коли-небудь не доведе чи спростує існування Бога.
Frank Wilczek's contribution, aptly entitled 'Enlightenment, knowledge, ignorance, temptation', is based on his summary talk at the Cambridge meeting. – Стаття Френка Вілчека, влучно названа «Просвітництво, знання, необізнаність, спокуса», основана на його підсумковій промові на кембридзькому засіданні.
The existence of conscious observers is just one particular manifestation of tjtiis and may not be fundamental. – Існування свідомих спостерігачів є тільки одним конкретним проявом цього і не може бути основним.
For example, inflation models in the string landscape scenario subdivide into four increasingly diverse sublevels: IIa involves the same effective laws but different post-inflationary bubbles; IIb involves different minima in the effective supergravity potential; IIс involves different fluxes (of particular fields) for a given compactification; and lid involves different compactifications. – Наприклад, інфляційні моделі в сценарії струнного ландшафту розділяють на чотири все більше різні підрівні: IIа припускає ті ж чинні закони, але різні постінфляційні бульбашки; IIб припускає різні мінімуми в ефективному потенціялі супергравітації; IIв припускає різні потоки (окремих полів/просторів/ділянок) для конкретної компактифікації і IIг припускає різні компактифікації.
Large values of the symmetry-breaking energy scale (associated with large values of the Peccei-Quinn 'misalignment' angle) are forbidden in conventional axion cosmology. – Великі значення енергетичного рівня порушення симетрії (пов’язані з великими значеннями Печеї – Квін кута «незбігу») заборонені у загальноприйнятій космології аксіонів.
He further proposes that the vacuum parameters and coupling constants of the Standard Model in any universe are dependent upon this size. Anthropic considerations then limit the size of habitable universes (as we understand that concept) to be within a factor of 2 of our own. Implications of this picture for understanding the 'hierarchy problem' in the Standard Model are discussed, as are general issues of falsifiability and verifiability. Bjorken does not attempt to provide a physical basis for models with different cosmological constants, but a possible motivation comes from string theory, or M-theory. – Він також пропонує, щоб параметри вакууму і сталі взаємодії Стандартної моделі в будь-якому всесвіті залежали від цього розміру. Антропні міркування, крім того, обмежують розмір придатних для проживання всесвітів (як ми розуміємо це поняття) – рамками подвійного нашого власного. Обговорено значення цього представлення для розуміння «проблеми єрархії» в Стандартній моделі, як і загальні питання фальсифіковності й перевірності. Бйоркен не намагається надати фізичну основу для моделей з різними космологічними сталими, але можливе обґрунтування виходить від теорії струн або M-теорії.
If the fermion masses are fixed by brane condensation or compactification of extra dimensions, there may be an observable fossil of this 'branching event' in the form of a gravitational-wave background. – Якщо маси ферміонів фіксовані стисненням брани або компактифікацією додаткових вимірів, тут можуть бути спостережені релікти цього «акту відгалуження» у вигляді гравітаційних хвиль фону.
Two of these - the Higgs vacuum expectation value and the cosmological constant - constitute the two great fine-tuning problems that motivate the field. The third is the strong CP violating factor, already highlighted in Wilzcek's second contribution. All of these fine-tunings are alleviated when one accounts for the anthropic constraints which exist in a multiverse. – Два з них – очікуване значення вакуума Гіґза і космологічна стала – складають дві великі проблеми тонкої настроєності, які мотивують галузь дослідження. Третій – фактор сильного ЗП-порушення, на який уже вказав Вілчек у своїй другій статті. Всі ці тонкі настроєності полегшені, коли пояснюють антропні обмеження, які існують в багатосвіті.
Most useful predictions are of conditional probabilities that assume additional information beyond the dynamics and quantum state. Anthropic reasoning utilizes probabilities conditioned on our existence. – Найуспішніші передбачення умовних імовірностей – які припускають додаткову інформацію, крім динаміки і квантового стану. Антропне міркування використовує ймовірності, обумовлені нашим існуванням.
Claimed successful predictions are either uncontroversial applications of selection principles in one universe or they depend only on observed facts which are logically independent of any assumption about life or intelligence. The Principle of Mediocrity (first formulated by Vilenkin) is also examined and claimed to be unreliable, as arguments for true conclusions can easily be modified to lead to false conclusions by reasonable changes in the specification of the ensemble in which we are assumed to be typical. However, Smolin shows that it is still possible to make falsifiable predictions from multiverse theories if the ensemble predicted has certain specified properties and he emphasizes his own favoured multiverse proposal - Cosmological Natural Selection - which involves the generation of descendant universes through black hole formation. – Заявлені успішні припущення є або незаперечними застосуваннями принципів вибору в одному всесвіті або вони залежать тільки від спостережуваних фактів, які є логічно незалежними від будь-яких припущень про життя або інтелект. Принцип посередності (вперше сформулював Віленкін) також розглянуто й оголошено ненадійним, бо аргументи для правильних висновків можуть бути легко змінені, що призводить до помилкових висновків за розумних змін в описі ансамблю, в якому ми за припущенням типові. Однак, Смолін показує, що це ще можливо зробити фальсифіковними припущеннями для багатосвітових теорій, якщо ансамбль передбачений має певні точно встановлені властивості, й він підкреслює свою власну, якій віддає перевагу, багатосвітову пропозицію – Космологічний природний вибір – який спричиняє генерацію низхідних всесвітів завдяки утворенню чорних дір.
A multiverse usually includes parts unobservable to us, but if the theory for it includes suitable measures for observations, what is observable can be explained by the theory even if it contains unobservable elements. – Багатосвіт звичайно містить в собі частини неспостережні для нас, але коли його теорія містить відповідні міри для результатів спостережень, остання може пояснити, що є спостережним, навіть якщо він містить неспостережні елементи.
The next two contributions tackle the religious issue explicitly. 'Are anthropic arguments, involving multiverses and beyond, legitimate?' is particularly welcome because it comes from William Stoeger, who is both a working scientist and a Jesuit priest. – В подальших двох статтях прямо беруться за релігійне питання. «Чи законні антропні аргументи, пов’язані з багатосвітами і тогосвітом?» особливо бажана, тому що вона належить Вільяму Стоджеру, який сьогодні є водночас і науковцем, і священиком-єзуїтом.
Instead, he explores the possibility of a 'third way', involving a radical reappraisal of the notion of physical law, and presents a toy illustration from the theory of cellular automata. – Замість цього, він розглядає можливість «третього шляху», зокрема радикальне переоцінення поняття фізичного закону, і подає модельну/розважальну ілюстрацію з теорії клітинних автоматів.
Зміст
Список авторів
Передмова
Подяки
Від редакції
Зображення на обкладинці
Частина I. Огляди
1. Вступ і огляд
2. Життя в багатосвіті
3. Просвітництво, знання, необізнаність, спокуса
Частина II. Космологія й астрофізика
4. Космологія та багатосвіт
5. Ще раз про антропний принцип
6. Космологія від верху до низу
7. Багатосвітова єрархія
8. Інфляційний багатосвіт
9. Модель/схема антропного міркування: співвідношення темної і звичайної матерії
10. Антропні передбачення: випадок космологічної сталої
11. Означення і класифікація всесвітів
12. М/струнна теорія і антропне міркування
13. Антропний принцип, темна енергія і Великий гадронний колайдер
Частина III. Фізика елементарних частинок і квантова теорія
14. Кварки, електрони і атоми в тісно пов’язаних всесвітах
15. Проблеми тонкої настроєності фізики елементарних частинок і антропні механізми
16. Антропний ландшафт струнної теорії
17. Космологія і багатосвітня інтерпретація квантової механіки
18. Антропні міркування і квантова космологія
19. Мікроантропний принцип для квантової теорії
Частина IV. Загальніші філософські питання
20. Наукові альтернативи антропного принципу
21. Виробляння передбачень у багатосвіті: загадки, небезпеки, збіги
22. Багатосвіти: опис, єдиність і перевіряння
23. Передбачення та перевіряння багатосвітових теорій
24. Теорія вибору спостережень і космологічна тонка настроєність
25. Чи законні антропні аргументи, пов’язані з багатосвітами і тогосвітом?
26. Багатосвітні гіпотези: теїстичний погляд
27. Життя в змодельованому/зімітованому всесвіті
28. Всесвітів достаток: де ж все це закінчиться?
Передмова
Ця книжка вийшла за рамки конференції «Всесвіт чи Багатосвіт?», проведеної в Стенфордському університеті в березні 2003 року, яку ініціював Чарлз Гарпер (Charles Harper) з Фонду Джона Темплтона (John Templeton), що виступив спонсором цього заходу. Пол Дейвіс (Paul Davies) і Андрєй Лінде (Andrei Linde) відповідали за наукову програму, а Мері-Ен Маєрс (Mary Ann Meyers) з Фонду Темплтона взяла на себе основне адміністрування. Засідання відбувалися, коли розвиток цієї теми якраз досяг критичної точки і зокрема внески декого з ключових гравців у галузі, так що я був дуже радий отримавши запрошення редагувати підсумкові матеріяли. Всі доповіді, виголошені на Стенфордській конференції, представлені в цій книжці й вони складають приблизно половину її змісту. Це розділи Джеймса Бйоркена (James Bjorken), Ніка Бострема (Nick Bostrom), Робіна Колінза (Robin Collins), Пола Дейвіса, Саваса Дімопоулоса (Savas Dimopoulos) і Скота Томаса (Scott Thomas), Ренати Калош (Renata Kallosh), Андрєя Лінде, Вячеслава Муханова (Viatschelav Mukhanov), Мартіна Різа (Martin Rees), Ленарда Саскайнда (Leonard Susskind), Макса Теґмарка (Max Tegmark), Алекса Віленкіна (Alex Vilenkin) і моя власна друга стаття.
Кілька років тому, в серпні 2001-го, обговорення пов’язаної теми – під назвою «Антропні аргументи в фундаментальній фізиці та космології» – проведено в Кембриджі (Велика Британія) в будинку Мартіна Різа. Воно також пов’язане з Фондом Темплтона, позаяк було частково профінансоване за рахунок гранту, наданого їм, Роберту Крітендену (Robert Crittenden), Мартіну Різу та Нілу Туроку (Neil Turok), на проєкт під назвою «Фундаментальна фізика й проблема нашого існування». Це було одне з цілої низки заохочень, які ухвалив Фонд Темплтона 2000 року як частину своєї дослідницької програми «Космологія і тонка настроєність». У нашому випадку ми вирішили використати кошти для проведення серії семінарів, і засідання 2001 року було першез них.
Тема кембридзького засідання була дещо ширшою, ніж відповідного у Стенфорді – основну увагу приділили антропному принципові, а не багатосвітовому припущенню (яке можна розглядати як своєрідну інтерпретацію антропного принципу). Втім близько половини обговорення стосувалося теми багатосвіту, тому я прагнув представити його в цій книжці. Хоча я й опублікував огляд кембридзького засідання у «Фізікс ворлд» («Physics World») в жовтні 2001 року, та офіційної публікації обговорення не було. 2003-го у зв’язку з цим я запропонував деяким кембридзьким учасникам написати свої виступи, але в оновленому вигляді. Я був радий, коли майже всі прихильно поставилися до пропозиції, і їхні статті складають більшу частину від решти обсягу книжки. Це розділи Джона Бароу (John Barrow), Брендона Картера (Brandon Carter), Джона Доног’ю (John Donoghue), Джорджа Еліса (George Ellis), Джеймса Гартла (James Hartle), Крейґа Гоґана (Craig Hogan), Дона Пейджа (Don Page), Лі Смоліна (Lee Smolin), Вільяма Стоджера (Stoeger) і Френка Вілчека (Frank Wilczek).
Ми організували ще два обговорення за вищезгаданої підтримки Фонду Темплтона. Друге – під назвою «Тонка настроєність в живих системах» – відбулося в Домі Св. Ґеорґа (Віндзорський замок) у серпні 2002 року. Основна увага там була приділена більше біології, ніж фізиці, і нам дуже допомогла участь в програмному комітеті Джона Бароу. Хоч ця нарада викликала великий інтерес своїми фактами – що відбивають швидке зростання галузі астробіології – вона мало перетинається з темою багатосвіту, тому не представлені в цій книжці. Крім того, праці з віндзорського обговорення вже були опубліковані у спеціяльному номері «Інтернешнл джорнел астробіолоджі» («International Journal of Astrobiology»), який вийшов у квітні 2003 року.
Третє обговорення проведено в Кембриджі у вересні 2005 року. Його знову організував Мартін Різ, але цього разу в Трініті-коледжі, Мартін якраз нещодавно був призначений главою Трініті. Назва цього обговорення «Сподівання на Кінцеву теорію», і цього разу Дейвід Тонґ (David Tong) став членом програмного комітету. Основний акцент був зроблений на захопливих подіях у фізиці елементарних частинок – зокрема, М-теорії і сценарії струнного ландшафту, що, можливо, забезпечать ймовірну теоретичну основу для парадигми багатосвіту. Багато промов були вузькоспеціялізовані, а позаяк книжка вже була готова до друку, то все одно було занадто пізно, щоб додавати їх. Проте вступна доповідь Стівена Вайнберґа (Steven Weinberg) і підсумкове слово Френка Вілчека мають дуже загальний характер і добре доповнили раніше написані статті. Тому я був радий, коли обидва вони погодилися – в дуже коротких оглядах – зробити описи для цієї книжки. Стаття Стівена Гокінґа також походить з його виступу на засіданні в Трініті, хоча раніше він виступав на обговоренні 2001 року також. Тому відрадно, що й обидва кембридзькі обговорення – й, отже, всі три підтриманні Фондом Темплтона обговорення – представлені в цій книжці.
Описавши історію цієї книжки, я хотів би підкреслити, що статті, розташовано за темами, а не хронологічно. Після оглядових статтей в частині I, я розділив їх на три категорії. Частина II присвячена космологічним і астрофізичним аспектам багатосвітового припущення. Частина III більше стосується фізики елементарних частинок і квантової космології, а частина IV – більше загальних філософських аспектів. Зрозуміло, тут чисто поділити неможливо, оскільки деякі з статтей охоплюють більше ніж одну з цих сфер. Справді, саме таким є об’єднання космологічних підходів і фізики елементарних частинок, які найбільше живлять зростання інтересу до цієї теми. Проте, загалом кажучи, можна було розділити статті залежно від їхнього ступеня наголошування.
Хоч ця книга виникла зі збірки доповідей на конференціях, статті задумані для напівпопулярного рівня (наприклад, рівня «Саєнса» («Science») чи «Саєнтіфік амерікен» («Scientific American»)) і велику частину статтей автори написали, враховуючи це. Однак є ще деякі відмінності за обсягом і рівнем статтей, і деякі більше нагадують з технічного боку початкові конференційні представлення. Де статті мають технічніший характер, я представив докладніше у своєму вступному слові, для того щоб зробити їх доступнішими. На мій погляд, внесення деяких спеціяльних статтей є бажаним, бо підкреслює, що ця тема належить до наукової галузі, а не просто до філософії. Також можна сподіватися, що залучення і фахівців, і нефахівців збільшить привабливість книги.
Як зазначено в моєму вступі, реакція науковців на багатосвітову пропозицію істотно різниться, і деякі заперечують, що це є справжньою наукою/належним до науки загалом. Тому слід підкреслити, що це не навертальна на віру праця, і це висловлено знаком питання в заголовку. Я ненадовго зупинився на коротшій назві «Багатосвіт?» чи навіть «Багатосвіт» (без знаку питання), але в кінцевому підсумку відкинув їх як занадто однозначні. По суті, автори в цій книжці демонструють широкий діяпазон поглядів на багатосвітове припущення – від сильної підтримки через неупереджений агностицизм до сильного заперечення. Прихильники, ймовірно, переважають чисельно і вони, звичайно, ширше представлені в частині II і III. Однак баланс відновлюється в частині IV, де багато хто з авторів є скептичними. Тому читачі, які витримають до кінця цієї книжки, навряд чи будуть достатньо обізнаними, щоб остаточно відповісти на питання, порушене її назвою. Проте є надія на те, що вони будуть заохочені розмаїттям думок. Нарешті, слід підкреслити, що, мабуть, найчудовішим аспектом цієї книги є те, що в ній свідчить велика кількість знаменитих фізиків, які тепер бачать тему достатньо цікавою, щоб варто було про неї писати. Малоймовірно, що така книжка могла б бути видана ще десять років тому!
Бернард Кар
Вступ і огляд
First published 2007 First paperback edition 2009
Резюме
Книжка присвячена гіпотезі багатосвіту (гіпотетичній множині всіх можливих всесвітів). Нещодавні події в космології й фізиці елементарних частинок, такі як картина струнного ландшафту, привели до дивовижного усвідомлення того, що наш Всесвіт не унікальний, а може бути лише одним з багатьох всесвітів. Припущення про багатосвіт допомагає пояснити походження нашого Всесвіту, і деякі з його спостережуваних особливостей. Книжка базована на трьох обговореннях в Кембридзькому («Антропні аргументи в фундаментальній фізиці та космології» і «Очікування Кінцевої теорії» ) і Стенфордському університетах («Всесвіт чи Багатосвіт?»). Учасники обговорень надали свої статті. I частина – оглядові статті. Частина II присвячена космологічним і астрофізичним аспектам припущення багатосвіту. Частина III більше стосується фізики елементарних частинок і квантової космології, а частина IV – більше загальних філософських аспектів. Загалом статті напівпопулярного рівня.
Обґрунтування потреби у її виданні, характеристика
Склад авторів від лавреатів Нобелівсьької премії з фізики до теологів. Діяпазон поглядів авторів від сильної підтримки ідеї багатосвіту до сильного заперечення.
Декілька зауваг
Я не володію англійською мовою
, тому переклад неминуче кострубатий і, звісно, з помилками. Фахівців у цій новій і дуже популярній в світі й швидко розвитковій науковій галузі в Україні нема. Перекладами математично-природничих книжок в Україні не займаються. Така собі закінчена українська загумінковість . Кількість людей, спроможних осягати наукові/технічні ідеї неминуче скорочується. Шансів на видання таких книжок практично нема. І до всього цього ще й у вкраїнській вікіпедії Multiverse переклали вже як Мультивсесвіт (зрозуміло, бо в російській Мультивселенная). Але, як кажуть французи: роби те, що маєш робити, і хай буде те, що буде .Позаяк оглядова стаття коротко описує те, що викладають пізніше автори відповідних розділів, то вона досить непроста. Саме тому наперед я поставив питання для обговорення (боюсь, що саму статтю мало хто дочитає, а отже, до питань не дійде).
Питання для обговорення
Головне: переклад слова Multiverse. Тому цілком наведена завувага від редакції і посильний переклад (з виділенням проблемних слів).
Editorial note
Although the term 'universe' is usually taken to mean the totality of creation, the theme of this book is the possibility that there could be other universes (either connected or disconnected from ours) in which the constants of physics (and perhaps even the laws of nature) are different. The ensemble of universes is then sometimes referred to as the 'multiverse', although not everybody likes that term and several alternatives are used in this volume (for example, megaverse, holocosm, and parallel worlds).
This lack of consensus on what term to use is hardly surprising, since the concept of a multiverse has arisen in many different contexts. Therefore, in my role as editor, I have not attempted to impose any particular terminology and have left authors to use whatever terms they wish. However, in so much as most authors use the word 'universe', albeit in different contexts, I have tried to impose uniformity in whether the first letter is upper or lower case. Although this might be regarded as a minor and rather pedantic issue, I feel that a book entitled Universe or Multiverse? should at least address the problem, and this distinction in notation can avoid ambiguities.
I have adopted the convention of using 'Universe' (with a big U) when the author is (at least implicitly) assuming that ours is the only one. When the author is (again implicity) referring to a general member of an ensemble (or just an abstract mathematical model), the term 'universe' (with a small u) is generally used. The particular one we inhabit is then described as 'our universe', although the phrase 'the Universe' (with a big U) is also sometimes used. This mirrors the way in which astronomers refer to 'our galaxy' as 'the Galaxy', and allows a useful distinction to be drawn (for example) between 'the visible Universe' (i.e. the visible part of our universe) and 'the visible universe' (i.e. the universe of which a part is visible to us). The word 'multiverse' is always spelt with a small m, since the idea arises in different ways, so there could be more than one of them.
Some authors prefer to reserve the appellation 'Universe' for the ensemble itself, perhaps restricting the term 'multiverse' for some higher level ensemble. In this case a capital U is used. In the inflationary scenario, for example, the term 'Universe' would then be used to describe the whole collections of bubbles rather than any particular one. This issue also arises in the context of quantum cosmology, which implicitly assumes the 'many worlds' interpretation of quantum mechanics. The literature in this field commonly refers to the 'wave-function of the Universe', although one might argue that wave-function is really being taken over a multiverse. The title of this book can therefore be understood to refer not only to the ontological issue of whether other universes exist, but also to the etymological issue of what to call the ensemble!
Від редакції
Хоча під терміном «всесвіт» (universe) зазвичай розуміють всю сукупність світобудови/створеного, тема цієї книжки – можливість того, що можуть існувати інші всесвіти (зв’язані або незв’язані з нашим), в яких фізичні константи (і, можливо, навіть закони природи) різні. Ансамбль всесвітів тоді іноді називають «багатосвітом» (multiverse), хоча й не всім подобається це слово і в цій книжці використано кілька варіянтів (наприклад, мегасвіт (megaverse), повносвіт (holocosm) і паралельні світи (parallel worlds)).
Цей брак одностайності, за якого використовують термін, не дивний, бо концепція багатосвіту виникла в багатьох різних контекстах. Тому, як редактор, я не намагався нав’язати будь-яку конкретну термінологію і залишив на розсуд авторів використовувати хоч які терміни, на їхнє бажання. Однак, оскільки більшість авторів використовували слово «всесвіт», хоча й у різних контекстах, я спробував нав’язати однаковість в написанні першої букви – великої або малої. Хоч це можна розглядати як незначне і досить дріб’язкове питання, я вважаю, що книжка затитулована як «Всесвіт чи Багатосвіт?» повинна принаймні зачепити цю проблему, і можна буде уникнути неоднозначності в позначенні.
Я запропонував угоду про вживання «Universe» (з великої U), коли автор (принаймні опосередковано) припуcкає, що він єдиний. Коли автор (знову непрямо), посилається на звичайний член ансамблю (або просто абстрактної математичної моделі), зазвичай використовувано термін «universe» (з малої u). Особлива одиниця, де ми живемо, в такому разі охарактеризована як «наш всесвіт» («our universe»), хоча слово «the Universe» (з великої U) також іноді використовуване. Це відбиває підхід, в силу якого астрономи покликаються на «нашу галактику» («our galaxy») як на «Галактику» («Чумацький шлях») («the Galaxy»), а також дозволяє успішно проводити відмінність (наприклад) між «видимим Всесвітом (the visible Universe)» (тобто видимою частиною нашого всесвіту (our universe)) і «видимим всесвітом (the visible universe)» (тобто всесвітом (the universe), частина якого для нас видима). Слово «multiverse» всюди написане з малої m, бо ідея ця виникає за різних підходів, отже, він може бути не один.
Деякі автори віддають перевагу приберегти назву «Всесвіт» («Universe») для найменування ансамблю як такого, можливо, звужуючи термін «багатосвіт» («multiverse») до якогось вищорівневого ансамблю. У цьому випадку використовувана велика буква U. В інфляційному сценарії, наприклад, термін «Всесвіт» («Universe») буде тоді використовуваний для опису всієї колекції бульбашок, а не однієї якоїсь конкретної. Ця проблема виникає також у контексті квантової космології, яка неявно припускає «багатосвітнє» («many worlds»)1 тлумачення квантової механіки. Література в цій галузі зазвичай покликається на «хвильову функцію Всесвіту» («wave-function of the Universe»), хоча можна стверджувати, що хвильову функцію в дійсності переймає на себе багатосвіт. Назва цієї книги може, отже, бути витлумаченою як така, що стосується не тільки онтологічного питання про те, чи існують інші всесвіти, а й етимологічного питання стосовно того, як називати ансамбль!
Ще одне головне питання: Що робити з назвами часописів: перекладати/транслітерувати/транскрибувати/не чіпати? Останнім часом поширеним стало написання мовою оригіналу, а що тоді робити з японськими, китайськими, арабськими тощо назвами? Мав би бути якийсь однаковий підхід, певно, хоч він і видається даремним ускладненням у випадку латинки. Або ж робити для останньої виняток. Як це роблять в наукових/медичних текстах. Одним словом, потрібно виробити правила, тим паче що проблема ця в правописі ніяк не зачеплена.
І дрібніші питання: переклад деяких слів/сполук (для цього подано оригінальні речення). Відповідні слова/сполуки виділені грубим шрифтом.
Anthropic claims - at least in their strong form - were regarded with a certain amount of disdain by physicists at the time, and in some quarters they still are. – Антропні заяви – принаймні в своїй сильній формі – фізики розглядали з певною часткою презирства в той час, а деякі їхні кола й досі.
As a variant of this idea, Andrei Linde and Alex Vilenkin have invoked 'eternal' inflation, in which each universe is continually self-reproducing, since this predicts that there may be an infinite number of domains - all with different coupling constants. – Як до одного з варіянтів цієї ідеї, Андрєй Лінде і Алекс Віленкін вдаються до «вічної» інфляції, за якої кожен всесвіт постійно самовідтворний, оскільки це передбачає, що тоді може бути необмежена кількість областей, – всі з різними константами зв’язку. Різні всесвіти в такому разі простягуються і в просторі, й у часі.
On the other hand, Stephen Hawking prefers a quantum cosmological explanation for the Universe and has objected to eternal inflation on the grounds that it extends to the infinite past and is thus incompatible with the Hartle-Hawking 'no boundary' proposal for the origin of the Universe. This requires that the Universe started at a finite time but the initial singularity of the classical model is regularized by requiring time to become imaginary there. If one uses the path integral approach to calculate the probability of a particular history, this appears to favour very few expansion e-folds, so the Universe would recollapse too quickly for life to arise. However, anthropic selection can salvage this, since one only considers histories containing observers. – З іншого боку, Стівен Гокінґ віддає перевагу квантовому космологічному поясненню Всесвіту, і заперечує проти вічної інфляції2 на тій підставі, що вона простягається на нескінченне минуле і, отже, несумісна з «безмежовим» припущенням Гартла – Гокінґа щодо походження Всесвіту. Воно потребує, щоб Всесвіт почався в скінчений час, але початкова сингулярність класичної моделі, впорядкована вимаганням часу, стає нереальною. Якщо застосувати метод інтегралу вздовж траєкторій для обчислення ймовірності тієї чи іншої історії, це, як видається, дуже мало сприяє е-кратному розширенню, так що Всесвіт реколапсуватиме занадто швидко, щоб виникло життя.
For many subsequent decades cosmologists assumed Λ was zero, without understanding why, but a remarkable recent development has been the discovery that the expansion of the Universe is accelerating under the influence of (what at least masquerades as) a cosmological constant. – Протягом багатьох дальших десятиліть космологісти припускали, що Λ рівне нулю, не розуміючи, чому, але видатною подією останнього часу стало відкриття, що розширення Всесвіту прискорюється під впливом (принаймні, так видається) космологічної сталої.
The crucial issue of whether the number of vacuum states is sufficiently large and their spacing sufficiently small to satisfy the anthropic constraints is still unresolved. – Найважливіше питання, чи число вакуумних станів є достатньо великим, а інтервал між ними достатньо малим, щоб задовольнити антропним обмеженням, досі не розв’язане.
The Greeks, for example, believed the Earth was at the centre of a series of 'crystal spheres', these becoming progressively more perfect as one moves outwards. – Греки, наприклад, вважали, що Земля розташована в центрі низки «прозорих сфер», які, поступово стаючи все досконалішими, всі разом рухаються зсередини.
More conservative cosmolo-gists might prefer to maintain the cosmocentric view that ours is the only Universe, but perhaps the tide of history is against them. – Консервативніші космологісти можуть віддати перевагу обстоюванню космоцентричного погляду, що наш Всесвіт єдиний, але, можливо, хід історії проти них.
In M-theory itself, the total number of dimensions (including time) is eleven, with 4-dimensional physics emerging from the way in which the extra dimensions are compactifled (described by what is called a Calabi-Yau manifold). The discovery of dark dimensions through particle physics shakes our view of the nature of reality just as profoundly as the discovery of dark energy through cosmology. – У самій М-теорії загальна кількість вимірів (разом з часом) – одинадцять, у випадку 4-вимірної фізики, виходячи з того, яким чином додаткові виміри компактифіковані (описані так званим многовидом Калабі – Яу). Відкриття темних вимірів завдяки фізиці частинок похитнуло наш погляд на природу реальності так само ґрунтовно, як відкриття темної енергії в космології.
The significance of the head meeting the tail is that the entire Universe was once compressed to a point of infinite density (or, more strictly, the Planck density). – Значення перетину голови і хвоста, що весь Всесвіт був колись стиснутий до точки нескінченної густини (або, якщо точніше, планківської густини).
However, it would be very fortunate (almost anthropically so) if the scale of quantum gravity just happened to coincide with the largest currently accessible energy scale. – Проте дуже б пощастило (майже антропно), якщо масштаб квантової гравітації просто випадково виявиться збіжним з найбільшим тепер доступним енергетичним масштабом.
On the other hand, science itself cannot deal with such issues, and it seems unlikely that - even in the extended form required to accommodate the multiverse - science will ever prove or disprove the existence of God. – З іншого боку, наука сама по собі не може впоратися з такими проблемами, і видається малоймовірним, що навіть в розширеній формі, потрібній, щоб дати пристановище багатосвіту, наука коли-небудь не доведе чи спростує існування Бога.
Frank Wilczek's contribution, aptly entitled 'Enlightenment, knowledge, ignorance, temptation', is based on his summary talk at the Cambridge meeting. – Стаття Френка Вілчека, влучно названа «Просвітництво, знання, необізнаність, спокуса», основана на його підсумковій промові на кембридзькому засіданні.
The existence of conscious observers is just one particular manifestation of tjtiis and may not be fundamental. – Існування свідомих спостерігачів є тільки одним конкретним проявом цього і не може бути основним.
For example, inflation models in the string landscape scenario subdivide into four increasingly diverse sublevels: IIa involves the same effective laws but different post-inflationary bubbles; IIb involves different minima in the effective supergravity potential; IIс involves different fluxes (of particular fields) for a given compactification; and lid involves different compactifications. – Наприклад, інфляційні моделі в сценарії струнного ландшафту розділяють на чотири все більше різні підрівні: IIа припускає ті ж чинні закони, але різні постінфляційні бульбашки; IIб припускає різні мінімуми в ефективному потенціялі супергравітації; IIв припускає різні потоки (окремих полів/просторів/ділянок) для конкретної компактифікації і IIг припускає різні компактифікації.
Large values of the symmetry-breaking energy scale (associated with large values of the Peccei-Quinn 'misalignment' angle) are forbidden in conventional axion cosmology. – Великі значення енергетичного рівня порушення симетрії (пов’язані з великими значеннями Печеї – Квін кута «незбігу») заборонені у загальноприйнятій космології аксіонів.
He further proposes that the vacuum parameters and coupling constants of the Standard Model in any universe are dependent upon this size. Anthropic considerations then limit the size of habitable universes (as we understand that concept) to be within a factor of 2 of our own. Implications of this picture for understanding the 'hierarchy problem' in the Standard Model are discussed, as are general issues of falsifiability and verifiability. Bjorken does not attempt to provide a physical basis for models with different cosmological constants, but a possible motivation comes from string theory, or M-theory. – Він також пропонує, щоб параметри вакууму і сталі взаємодії Стандартної моделі в будь-якому всесвіті залежали від цього розміру. Антропні міркування, крім того, обмежують розмір придатних для проживання всесвітів (як ми розуміємо це поняття) – рамками подвійного нашого власного. Обговорено значення цього представлення для розуміння «проблеми єрархії» в Стандартній моделі, як і загальні питання фальсифіковності й перевірності. Бйоркен не намагається надати фізичну основу для моделей з різними космологічними сталими, але можливе обґрунтування виходить від теорії струн або M-теорії.
If the fermion masses are fixed by brane condensation or compactification of extra dimensions, there may be an observable fossil of this 'branching event' in the form of a gravitational-wave background. – Якщо маси ферміонів фіксовані стисненням брани або компактифікацією додаткових вимірів, тут можуть бути спостережені релікти цього «акту відгалуження» у вигляді гравітаційних хвиль фону.
Two of these - the Higgs vacuum expectation value and the cosmological constant - constitute the two great fine-tuning problems that motivate the field. The third is the strong CP violating factor, already highlighted in Wilzcek's second contribution. All of these fine-tunings are alleviated when one accounts for the anthropic constraints which exist in a multiverse. – Два з них – очікуване значення вакуума Гіґза і космологічна стала – складають дві великі проблеми тонкої настроєності, які мотивують галузь дослідження. Третій – фактор сильного ЗП-порушення, на який уже вказав Вілчек у своїй другій статті. Всі ці тонкі настроєності полегшені, коли пояснюють антропні обмеження, які існують в багатосвіті.
Most useful predictions are of conditional probabilities that assume additional information beyond the dynamics and quantum state. Anthropic reasoning utilizes probabilities conditioned on our existence. – Найуспішніші передбачення умовних імовірностей – які припускають додаткову інформацію, крім динаміки і квантового стану. Антропне міркування використовує ймовірності, обумовлені нашим існуванням.
Claimed successful predictions are either uncontroversial applications of selection principles in one universe or they depend only on observed facts which are logically independent of any assumption about life or intelligence. The Principle of Mediocrity (first formulated by Vilenkin) is also examined and claimed to be unreliable, as arguments for true conclusions can easily be modified to lead to false conclusions by reasonable changes in the specification of the ensemble in which we are assumed to be typical. However, Smolin shows that it is still possible to make falsifiable predictions from multiverse theories if the ensemble predicted has certain specified properties and he emphasizes his own favoured multiverse proposal - Cosmological Natural Selection - which involves the generation of descendant universes through black hole formation. – Заявлені успішні припущення є або незаперечними застосуваннями принципів вибору в одному всесвіті або вони залежать тільки від спостережуваних фактів, які є логічно незалежними від будь-яких припущень про життя або інтелект. Принцип посередності (вперше сформулював Віленкін) також розглянуто й оголошено ненадійним, бо аргументи для правильних висновків можуть бути легко змінені, що призводить до помилкових висновків за розумних змін в описі ансамблю, в якому ми за припущенням типові. Однак, Смолін показує, що це ще можливо зробити фальсифіковними припущеннями для багатосвітових теорій, якщо ансамбль передбачений має певні точно встановлені властивості, й він підкреслює свою власну, якій віддає перевагу, багатосвітову пропозицію – Космологічний природний вибір – який спричиняє генерацію низхідних всесвітів завдяки утворенню чорних дір.
A multiverse usually includes parts unobservable to us, but if the theory for it includes suitable measures for observations, what is observable can be explained by the theory even if it contains unobservable elements. – Багатосвіт звичайно містить в собі частини неспостережні для нас, але коли його теорія містить відповідні міри для результатів спостережень, остання може пояснити, що є спостережним, навіть якщо він містить неспостережні елементи.
The next two contributions tackle the religious issue explicitly. 'Are anthropic arguments, involving multiverses and beyond, legitimate?' is particularly welcome because it comes from William Stoeger, who is both a working scientist and a Jesuit priest. – В подальших двох статтях прямо беруться за релігійне питання. «Чи законні антропні аргументи, пов’язані з багатосвітами і тогосвітом?» особливо бажана, тому що вона належить Вільяму Стоджеру, який сьогодні є водночас і науковцем, і священиком-єзуїтом.
Instead, he explores the possibility of a 'third way', involving a radical reappraisal of the notion of physical law, and presents a toy illustration from the theory of cellular automata. – Замість цього, він розглядає можливість «третього шляху», зокрема радикальне переоцінення поняття фізичного закону, і подає модельну/розважальну ілюстрацію з теорії клітинних автоматів.
Зміст
Список авторів
Передмова
Подяки
Від редакції
Зображення на обкладинці
Частина I. Огляди
1. Вступ і огляд
2. Життя в багатосвіті
3. Просвітництво, знання, необізнаність, спокуса
Частина II. Космологія й астрофізика
4. Космологія та багатосвіт
5. Ще раз про антропний принцип
6. Космологія від верху до низу
7. Багатосвітова єрархія
8. Інфляційний багатосвіт
9. Модель/схема антропного міркування: співвідношення темної і звичайної матерії
10. Антропні передбачення: випадок космологічної сталої
11. Означення і класифікація всесвітів
12. М/струнна теорія і антропне міркування
13. Антропний принцип, темна енергія і Великий гадронний колайдер
Частина III. Фізика елементарних частинок і квантова теорія
14. Кварки, електрони і атоми в тісно пов’язаних всесвітах
15. Проблеми тонкої настроєності фізики елементарних частинок і антропні механізми
16. Антропний ландшафт струнної теорії
17. Космологія і багатосвітня інтерпретація квантової механіки
18. Антропні міркування і квантова космологія
19. Мікроантропний принцип для квантової теорії
Частина IV. Загальніші філософські питання
20. Наукові альтернативи антропного принципу
21. Виробляння передбачень у багатосвіті: загадки, небезпеки, збіги
22. Багатосвіти: опис, єдиність і перевіряння
23. Передбачення та перевіряння багатосвітових теорій
24. Теорія вибору спостережень і космологічна тонка настроєність
25. Чи законні антропні аргументи, пов’язані з багатосвітами і тогосвітом?
26. Багатосвітні гіпотези: теїстичний погляд
27. Життя в змодельованому/зімітованому всесвіті
28. Всесвітів достаток: де ж все це закінчиться?
Передмова
Ця книжка вийшла за рамки конференції «Всесвіт чи Багатосвіт?», проведеної в Стенфордському університеті в березні 2003 року, яку ініціював Чарлз Гарпер (Charles Harper) з Фонду Джона Темплтона (John Templeton), що виступив спонсором цього заходу. Пол Дейвіс (Paul Davies) і Андрєй Лінде (Andrei Linde) відповідали за наукову програму, а Мері-Ен Маєрс (Mary Ann Meyers) з Фонду Темплтона взяла на себе основне адміністрування. Засідання відбувалися, коли розвиток цієї теми якраз досяг критичної точки і зокрема внески декого з ключових гравців у галузі, так що я був дуже радий отримавши запрошення редагувати підсумкові матеріяли. Всі доповіді, виголошені на Стенфордській конференції, представлені в цій книжці й вони складають приблизно половину її змісту. Це розділи Джеймса Бйоркена (James Bjorken), Ніка Бострема (Nick Bostrom), Робіна Колінза (Robin Collins), Пола Дейвіса, Саваса Дімопоулоса (Savas Dimopoulos) і Скота Томаса (Scott Thomas), Ренати Калош (Renata Kallosh), Андрєя Лінде, Вячеслава Муханова (Viatschelav Mukhanov), Мартіна Різа (Martin Rees), Ленарда Саскайнда (Leonard Susskind), Макса Теґмарка (Max Tegmark), Алекса Віленкіна (Alex Vilenkin) і моя власна друга стаття.
Кілька років тому, в серпні 2001-го, обговорення пов’язаної теми – під назвою «Антропні аргументи в фундаментальній фізиці та космології» – проведено в Кембриджі (Велика Британія) в будинку Мартіна Різа. Воно також пов’язане з Фондом Темплтона, позаяк було частково профінансоване за рахунок гранту, наданого їм, Роберту Крітендену (Robert Crittenden), Мартіну Різу та Нілу Туроку (Neil Turok), на проєкт під назвою «Фундаментальна фізика й проблема нашого існування». Це було одне з цілої низки заохочень, які ухвалив Фонд Темплтона 2000 року як частину своєї дослідницької програми «Космологія і тонка настроєність». У нашому випадку ми вирішили використати кошти для проведення серії семінарів, і засідання 2001 року було першез них.
Тема кембридзького засідання була дещо ширшою, ніж відповідного у Стенфорді – основну увагу приділили антропному принципові, а не багатосвітовому припущенню (яке можна розглядати як своєрідну інтерпретацію антропного принципу). Втім близько половини обговорення стосувалося теми багатосвіту, тому я прагнув представити його в цій книжці. Хоча я й опублікував огляд кембридзького засідання у «Фізікс ворлд» («Physics World») в жовтні 2001 року, та офіційної публікації обговорення не було. 2003-го у зв’язку з цим я запропонував деяким кембридзьким учасникам написати свої виступи, але в оновленому вигляді. Я був радий, коли майже всі прихильно поставилися до пропозиції, і їхні статті складають більшу частину від решти обсягу книжки. Це розділи Джона Бароу (John Barrow), Брендона Картера (Brandon Carter), Джона Доног’ю (John Donoghue), Джорджа Еліса (George Ellis), Джеймса Гартла (James Hartle), Крейґа Гоґана (Craig Hogan), Дона Пейджа (Don Page), Лі Смоліна (Lee Smolin), Вільяма Стоджера (Stoeger) і Френка Вілчека (Frank Wilczek).
Ми організували ще два обговорення за вищезгаданої підтримки Фонду Темплтона. Друге – під назвою «Тонка настроєність в живих системах» – відбулося в Домі Св. Ґеорґа (Віндзорський замок) у серпні 2002 року. Основна увага там була приділена більше біології, ніж фізиці, і нам дуже допомогла участь в програмному комітеті Джона Бароу. Хоч ця нарада викликала великий інтерес своїми фактами – що відбивають швидке зростання галузі астробіології – вона мало перетинається з темою багатосвіту, тому не представлені в цій книжці. Крім того, праці з віндзорського обговорення вже були опубліковані у спеціяльному номері «Інтернешнл джорнел астробіолоджі» («International Journal of Astrobiology»), який вийшов у квітні 2003 року.
Третє обговорення проведено в Кембриджі у вересні 2005 року. Його знову організував Мартін Різ, але цього разу в Трініті-коледжі, Мартін якраз нещодавно був призначений главою Трініті. Назва цього обговорення «Сподівання на Кінцеву теорію», і цього разу Дейвід Тонґ (David Tong) став членом програмного комітету. Основний акцент був зроблений на захопливих подіях у фізиці елементарних частинок – зокрема, М-теорії і сценарії струнного ландшафту, що, можливо, забезпечать ймовірну теоретичну основу для парадигми багатосвіту. Багато промов були вузькоспеціялізовані, а позаяк книжка вже була готова до друку, то все одно було занадто пізно, щоб додавати їх. Проте вступна доповідь Стівена Вайнберґа (Steven Weinberg) і підсумкове слово Френка Вілчека мають дуже загальний характер і добре доповнили раніше написані статті. Тому я був радий, коли обидва вони погодилися – в дуже коротких оглядах – зробити описи для цієї книжки. Стаття Стівена Гокінґа також походить з його виступу на засіданні в Трініті, хоча раніше він виступав на обговоренні 2001 року також. Тому відрадно, що й обидва кембридзькі обговорення – й, отже, всі три підтриманні Фондом Темплтона обговорення – представлені в цій книжці.
Описавши історію цієї книжки, я хотів би підкреслити, що статті, розташовано за темами, а не хронологічно. Після оглядових статтей в частині I, я розділив їх на три категорії. Частина II присвячена космологічним і астрофізичним аспектам багатосвітового припущення. Частина III більше стосується фізики елементарних частинок і квантової космології, а частина IV – більше загальних філософських аспектів. Зрозуміло, тут чисто поділити неможливо, оскільки деякі з статтей охоплюють більше ніж одну з цих сфер. Справді, саме таким є об’єднання космологічних підходів і фізики елементарних частинок, які найбільше живлять зростання інтересу до цієї теми. Проте, загалом кажучи, можна було розділити статті залежно від їхнього ступеня наголошування.
Хоч ця книга виникла зі збірки доповідей на конференціях, статті задумані для напівпопулярного рівня (наприклад, рівня «Саєнса» («Science») чи «Саєнтіфік амерікен» («Scientific American»)) і велику частину статтей автори написали, враховуючи це. Однак є ще деякі відмінності за обсягом і рівнем статтей, і деякі більше нагадують з технічного боку початкові конференційні представлення. Де статті мають технічніший характер, я представив докладніше у своєму вступному слові, для того щоб зробити їх доступнішими. На мій погляд, внесення деяких спеціяльних статтей є бажаним, бо підкреслює, що ця тема належить до наукової галузі, а не просто до філософії. Також можна сподіватися, що залучення і фахівців, і нефахівців збільшить привабливість книги.
Як зазначено в моєму вступі, реакція науковців на багатосвітову пропозицію істотно різниться, і деякі заперечують, що це є справжньою наукою/належним до науки загалом. Тому слід підкреслити, що це не навертальна на віру праця, і це висловлено знаком питання в заголовку. Я ненадовго зупинився на коротшій назві «Багатосвіт?» чи навіть «Багатосвіт» (без знаку питання), але в кінцевому підсумку відкинув їх як занадто однозначні. По суті, автори в цій книжці демонструють широкий діяпазон поглядів на багатосвітове припущення – від сильної підтримки через неупереджений агностицизм до сильного заперечення. Прихильники, ймовірно, переважають чисельно і вони, звичайно, ширше представлені в частині II і III. Однак баланс відновлюється в частині IV, де багато хто з авторів є скептичними. Тому читачі, які витримають до кінця цієї книжки, навряд чи будуть достатньо обізнаними, щоб остаточно відповісти на питання, порушене її назвою. Проте є надія на те, що вони будуть заохочені розмаїттям думок. Нарешті, слід підкреслити, що, мабуть, найчудовішим аспектом цієї книги є те, що в ній свідчить велика кількість знаменитих фізиків, які тепер бачать тему достатньо цікавою, щоб варто було про неї писати. Малоймовірно, що така книжка могла б бути видана ще десять років тому!
Бернард Кар
Вступ і огляд
. Цікаво, як тепер перекладати "multiverse proposal"? До речі, слова з мульти в українській є цілком запозиченими: мультиплікатор, мультипрограмування тощо. З одним винятком, якась голова 
придумала "мультиособистісний" 
. Але то таке. Буває.
а нічого, що мульти (лат. multum) буквально означає багато? Ви по суті пропонуєте затушувати це "багато" назвавши чужомовним його відповідником. Багатосвіт перед мультисвітом має тут перевагу, що він утворений з двох питомих слів, а не суміші українського і латини. Проблема справді з Юніверсом. "Односвіт чи багатосвіт" було б ближче до суті, але два новотвори було б занадто для назви з 3 слів