Идеи Джулиана Барбура о времени и вселенной вышли из научных кругов

ИдеиДжулианаБарбураовремениивселеннойвышлиизнаучныхкругов

Одержимость Дж Улиана Барбура временем началась в октябре 26, 2020. 35 – летний выпускник Кембриджа по математике ехал на поезде в Баварские Альпы, где он и его друг планировали подняться на Ватцманн, Германия. третья по высоте вершина. Газета, которую он держал в руке, содержала краткое изложение статьи в Scientific American британского физика Поля Дирака. «Он задавался вопросом, являются ли четырехмерные симметрии фундаментальной особенностью физического мира», – вспоминал Барбур. Дирак разбирал концепцию Эйнштейна о трех измерениях пространства и времени в поисках более глубоких истин. На следующий день Барбур проснулся с головной болью и сказал своему другу, что он не в состоянии лазать. «Я сказал:« Тебе придется самому подняться на гору »». Оставшись наедине со своими мыслями, Барбур сел и спросил себя: «Который час?»

Барбур предположил, что вопрос исходит из письма Дирака, но позже он перечитал статью, и вопроса там не было. «Нет ни слова о том, что Дирак спрашивает, сколько сейчас времени. Я, должно быть, придумал это, чтобы дать себе уверенность бросить вызов этой штуке », – сказал он. «Полагаю, я думал, что, если Дирак сказал это, должно быть, стоит взяться за дело!»

ТАНЦЫ ВРЕМЕНИ: Согласно Джулиану Барбору, время не обязательно является стрелой, которая течет в одном направлении, из прошлого в будущее. Он установил доску в своем саду и объяснил фотографу Каролю Ялоховски: «Гораздо естественнее определять направление времени по его структуре и порядку».

Вопрос о природе времени, настолько большой, что он не мог заявить о нем для себя, будет доминировать в жизни Барбура. В 1999, он опубликовал свое первоначальное заключение Конец времени , который объявил время иллюзией, которой нет места в фундаментальном описании того, как устроена Вселенная. Книгу по-разному описывали как «провокационную» и «увлекательную». В The New York Times Саймон Сондерс, философ физики, назвал это «шедевром». Но самая приятная реакция была, безусловно, реакцией Джона Арчибальда Уиллера звездный (во всех смыслах) физик, придумавший термин «черная дыра». Уилер сказал: «Платон и Аристотель, если бы они прочитали эту книгу, все равно обсуждали бы ее».

В апреле, когда он сидел на кухне своего 500 -летний дом в Оксфордшире, Англия, Барбур, 95, все еще обсуждал концепцию времени с волнением 29-лет от роду. В декабре, 2020, он опубликовал Янус Пойнт , его первая книга после Конца времени . Он назван в честь двуглавого римского бога, который одновременно смотрит вперед и назад. Тезис Барбура состоит в том, что Большой взрыв, который он называет точкой Януса, посеял течение времени в двух направлениях. Время «больше не имеет одного направления, от прошлого к будущему, а вместо этого имеет два: от общего прошлого в точке Януса к двум будущим в двух направлениях от нее», – пишет Барбур

Ли Смолин, преподаватель Института теоретической физики Периметра, назвал Точку Януса «просто самой важной книгой, которую я прочитал. по космологии за несколько лет… и литературным произведением, и шедевром научной мысли ».

«Платон и Аристотель, если бы они прочитали эту книгу, все еще обсуждали бы ее», – сказал Джон Арчибальд Уиллер.

Я не так хорошо расположен, чтобы судить, как Смолин, но книга действительно кажется освежающей и другой: очень аргументированная, содержательный взгляд на одну из самых больших нерешенных загадок физики, написанный человеком, который боролся не только с физикой, но также с историей и философией, имеющими отношение к его предмету. Более того, подход Барбура, в отличие от многих других научно-популярных игр, заключается в том, чтобы публиковать материалы только тогда, когда он думает, что ему есть что сказать. Одного этого достаточно, чтобы его стоило послушать. Не то чтобы легко понять его центральный тезис, как ожидал Барбур. Вот почему в его книге есть лишние пробелы между абзацами в местах: здесь, пишет Барбур, читатели могут сделать паузу «на чай или кофе». Но вместо того, чтобы пить чай дома в одиночестве, я решил, что узнаю больше, выпив чай ​​с самим автором. Барбур был очень счастлив сделать это.

Когда он приветствовал меня у входной двери, Барбур на досуге воплотил типичного английского деревенского джентльмена. Он был одет в флисовую жилетку, застегнутую поверх его темно-красного свитера. Его сланцевые вельветовые брюки были немного короче в ноге – он высокий, стройный мужчина. Его ноги были покрыты толстыми светло-серыми носками, заправленными в сандалии из Биркенштока. Он быстро улыбнулся и засмеялся. У него был вид человека, который раньше был капитаном школьной команды по крикету.

До того, как он произвел фурор в мире физики, Барбур не был академической суперзвездой. В Кембридже он получил то, что он назвал «довольно обычной степенью второго класса», а затем решил взять годичный отпуск, чтобы поехать в Мюнхен, чтобы улучшить свой немецкий (в школе, которой руководил человек, который был главным переводчиком Гитлера, выяснилось). Там он встретил Питера Миттельштадта, молодого академика, который был учеником Вернера Гейзенберга. «Он пригласил меня защитить докторскую диссертацию. с ним, – сказал Барбур. Барбур хотел исследовать идеи Эрнста Маха о природе времени, но Миттельштадт сказал: «Нет, это слишком рискованно – вы, вероятно, никуда не денетесь и никогда не получите работу». Вместо этого Барбур написал докторскую диссертацию. по общей теории относительности. «Честно говоря, моя диссертация была очень скромной», – сказал он.

СВОЯ КОМНАТА: Джулиан Барбур пишет на заказ полукруглый стол в его доме на Колледж-Фарм, который он купил в Новом колледже Оксфордского университета в ноябре 1999. Он может видеть дом своего детства из окон первого этажа College Farm.

Несмотря на то, что Маха бросили, он оставался убежденным, что никогда не оставит академическую работу. Когда ему нужно было принять решение, он спросил знакомого, чего от него можно ожидать, если он займет исследовательскую должность. Ответ – публиковать одну-две хороших статьи в год – ужаснул Барбура. «Я сказал, что у меня нет возможности сделать это».

Отказавшись от идеи академии, Барбур вернулся в Англию. Выучив русский язык в Германии, Барбур начал зарабатывать на жизнь переводом классических статей по русской физике для издательства Plenum Publishing в Нью-Йорке и Американского института физики. «Это была очень скучная работа, но стабильный доход», – сказал он. «И у меня оставалось около трети моего времени для развития своих идей». Чтобы еще больше удовлетворить свои интеллектуальные пристрастия, Барбур стал приверженцем конференций по физике, питаясь идеями и переваривая их в свободное время. «Я сравниваю себя с пчелой, собирающейся получить нектар из академических кругов», – сказал он.

Барбур пишет за изготовленным на заказ полукруглым столом в своем доме на Колледж-Ферме. , который он купил в Новом колледже Оксфордского университета в ноябре 1999. Он может видеть дом своего детства из окон первого этажа College Farm. Оба здания, как и большая часть деревни, построены из золотого камня, который, кажется, был спроектирован для улавливания и повторного излучения вечернего солнечного света; обстановка, как сказал бы агент по недвижимости, идиллическая. Словно в подтверждение этого на стене дома Барбура висит вывеска. Он указывает на спину и провозглашает, что где-то внизу находится Аркадия, мифическая идиллия древних греков. По соседству с Колледж Фарм, по другую сторону дороги в Аркадию, находится церковь Святого Петра ад Винкула, построенная в 18 -го века. Нетрудно представить себе молодого Хью Гранта, который мчится по кладбищу в утреннем костюме и бормочет извинения за то, что снова опоздал. Это Англия Четырех свадеб и похорон Джона Бетджемана, остановленных часов. Что подходит для человека, который большую часть своей жизни провел в боях.

Барбур предполагает, что искусство могло бы дать лучший путеводитель по истинной природе вселенной, чем наука.

Во многих смыслах объявление времени иллюзорным было низко висящим плодом. Наши самые глубокие теории предполагают, что время не является фундаментальным для Вселенной: на самом деле оно не фигурирует, кроме как маркера изменений, в квантовой физике. В теории относительности он податлив, его моменты не поддаются определению во всей Вселенной. Остается открытым большой вопрос: что вызывает наше восприятие стрелы времени – односторонний поток моментов. Барбур объяснил, что, по его мнению, является ответом в The Janus Point . Этот ответ, сказал он, лежал у всех на виду, ожидая своего обнаружения с последнего 26 й век.

В 1772, французский математик Жозеф-Луи Лагранж сделал необыкновенное открытие. Примерно это так: представьте, что есть три частицы, которые движутся и взаимодействуют только через закон всемирного тяготения Ньютона. Лагранж показал, что размер этой полной системы – диаметр воображаемой окружности, охватывающей все три частицы – будет очень странным образом меняться. В какой-то момент диаметр сократится до минимума, а затем снова вырастет – навсегда. Вся система из трех частиц никогда не вернется к этому минимальному размеру.

Sapolsky_TH-F1

Sapolsky_TH-F1 Также по физике

Будет квантовая механика Ласточка Относительность?

Кори С. Пауэлл

Это самая большая проблема, это самая маленькая из проблем. В настоящее время у физиков есть два отдельных свода правил, объясняющих, как устроена природа. Есть общая теория относительности, которая прекрасно объясняет гравитацию и все, что в ней доминирует: вращение по орбите … ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Удивительно, но результат Лагранжа работает для любого количества частиц. И когда Барбур прочитал об этом, он подумал, что это может сработать для всей вселенной; в конце концов, что такое вселенная, как не масса вращающихся вокруг частиц? Если это правда, это будет означать, что Вселенная в какой-то момент достигла минимального размера, а затем продолжала расти. И этот минимум мы называем моментом Большого взрыва. Во вселенной Барбура с головой Януса время течет в двух направлениях, от точки минимального размера. Он сказал, что доказательство Лагранжа минимального размера дает нам повод для стрелы времени. Почему мы чувствуем, как время только бежит вперед? Потому что мы уходим от минимума Лагранжа, а математический закон гласит, что мы никогда не сможем вернуться туда.

«Стрела времени меня интересовала почти так же, как насколько я себя помню, и никто никогда не высказывал предположения, что закон Вселенной гласит, что он должен быть », – сказал Барбур. «Удивительно, что он сидит там четыре столетия».

Хотя Барбур оптимистично оценивает то, что он извлек из своих исследований истории науки, это не так. Другим физикам ясно, что идея Янус-Пойнта решает проблему стрелы времени. Для начала, это чисто классическая идея, что ma В нем мало смысла с точки зрения более фундаментального подхода, такого как квантовая теория поля. Более того, модель Барбура должна, но не может объяснить происхождение начальных флуктуаций в веществе Вселенной, которые необходимы для объяснения крупномасштабной структуры, которую астрономы наблюдали с исключительной точностью. Итак, хотя аргументы могут показаться убедительными для некоторых, инсайдеры-космологи обычно опасаются слишком доверять Янус-Пойнту. его идеи. Даже сейчас, имея за плечами два шедевра, он еще не закончил. Он в хорошей физической форме, ходит каждый день более часа. Он признает, что некоторые вещи замедляются – например, ему нужно перечитать работу предыдущего дня, прежде чем он сможет продолжить писать, – но его не пугает возраст. «Я думаю, что вещи, которые действительно важны, концептуальные идеи, хороши», – сказал он. И поэтому, как время, он всегда движется вперед. «Я бы хотел выпустить еще две книги», – сказал он. Один из них – это история термодинамики, которую он уже наполовину написал. Другой – это новая, обычно амбициозная идея объединения теории относительности Эйнштейна с квантовой физикой для создания единой основы «квантовой гравитации» для описания космоса. «Это пришло ко мне буквально, когда я писал последнюю главу. , – сказал он.

Корень этой новой идеи обязан его первоначальному вдохновителю: австрийскому физику Эрнсту Маху. Глубокое изучение работ Маха привело Барбура к формализации теории с его различными сотрудниками. Он резюмирует суть этого вопроса: «Какие исходные данные вам нужны, чтобы предсказать, каким будет будущее?» По словам Барбура, главное – убедиться, что вы учитываете расширение Вселенной. «Это приносит всю интересную структуру, построение и все такое», – сказал он. Он воодушевлен возможностью того, что развитие этой идеи решит проблему измерения квантовой механики, а также объединит квантовую теорию с теорией относительности. Он также думает, что даже более спорно, что это может определить смысл во Вселенной. «Если эта новая идея о времени и квантовой гравитации верна, я думаю, что это возможно».