Критика солипсизма в контексте многомировых моделей
Карпенко Иван Александрович, кандидат философских наук, доцент факультета гуманитарных наук. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
В статье анализируется проблема взаимосвязи сознания и физической реальности в контексте некоторых многомировых моделей. Показывается, что принятие многомировых моделей накладывает определенные ограничения на критерии научной теории, а также на представления о том, что считать «теорией всего». Опираясь на оригинальную критику солипсизма и свойства второго закона термодинамики, доказывается, что сознание может рассматриваться как производное от фундаментальных принципов (законов природы) той физической реальности, в которой оно действует. Из этого следует вывод, с учетом принятия многомировой гипотезы, что различным мирам (с различными наборами базовых принципов) должны соответствовать разные типы сознаний. Также делаются выводы о роли и статусе математики в рассмотренных гипотетических условиях и подвергается сомнению возможность создания «теории всего».
Ключевые слова: научная теория, мультивселенная, солипсизм, сознание, струнный ландшафт, теория всего, законы природы
Criticism of solipsism in the contexts of many-world models
Ivan A. Karpenko, HSE University
The article analyzes the problem of the relationship between consciousness and physical reality in the context of some multi-world models. It is shown that the adoption of manyworlds models imposes certain restrictions on the criteria of scientific theory, as well as on the concept of what is considered a “theory of everything”. Based on the original criticism of solipsism and the properties of the second law of thermodynamics, it is proved that consciousness can be considered as a derivative of the fundamental principles (laws of nature) of the physical reality in which it operates. From this follows the conclusion, considering the adoption of the many-worlds hypothesis, that different types of consciousness should correspond to different worlds (with different sets of basic principles). Conclusions are also made about the role and status of mathematics in the considered hypothetical conditions, and the possibility of creating a “theory of everything” is questioned.
Keywords: scientific theory, multiverse, solipsism, consciousness, string landscape, theory of everything, laws of nature
Введение
Идея множества возможных миров очень стара. Она встречается в различных мифологических и религиозных текстах, в художественной, популярной и научной литературе (см., например: [Визгин, 2007; Lewis, 2001; Nozick, 1981; Pruss, 2011]). Само это представление о том, что наблюдаемый нами непосредственно мир не единственный - не является ни в коей мере новым и непривычным. Однако рассуждения на эту тему по большей части спекулятивны, и до относительно недавнего времени не обнаруживалось строгих концепций, что же следует понимать под возможными мирами в физическом смысле (Г. Лейбниц положил начало богатой традиции исследований в области семантик возможных миров, но здесь речь идет о возможных мирах именно в физическом смысле). Обычно бытовали представления о других планетах (звездных системах), населенных подобно нашей, которые далеки, но всё же достижимы, реже о других вселенных, отличающихся по физическим характеристикам, перемещение между которыми представляется принципиально затруднительным.
В современной физике (космологии) преимущественно рассматривается именно второй тип - множество вселенных. Особую популярность в научном мире подобные идеи постепенно получили с распространением многомировой интерпретации квантовой механики, ряда следствий инфляционной модели, струнной космологии и др.
Некоторые из этих моделей, как выяснилось, способны накладывать новые ограничивающие условия на критерии истинности научной теории и, возможно, методы познания. Обсуждению этих проблем посвящена часть настоящей работы.
Однако главная проблема, на которой сосредоточено исследование и которой в современной литературе пока уделено, как представляется, недостаточное внимание - это специфика сознания в условиях принадлежности его носителя к определенному миру и его возможная зависимость от этого мира. Этой проблеме отчасти посвящена основательная работа [Barrett, 2000], в которой рассматривается сознание в контексте квантовой механики, но наша задача там решена не была, хотя автор и подходит достаточно близко. Очевидно, как станет ясно далее, ключом к решению оказывается оригинальная критика солипсизма.
Здесь будет показано, что связь сознания и конкретного возможного мира (физической реальности со своим набором фундаментальных законов) может оказаться более жесткой, чем принято считать, и это, возможно, приводит к отказу от некоторых установок, принятых в вопросах изучения сознания, и эпистемологических критериев и к открытию новых перспектив.
Область исследования
В соответствии с целями данной работы нет необходимости пытаться давать какое-то строгое определение сознанию, достаточно опираться на некое общепринятое понимание, не противоречащее традиционным представлениям в данной области. Таким образом, сознание понимается как активное восприятие субъектом реальности, активное в том смысле, что для него характерна рефлексия, интроспекция, познавательные процессы. Наличие сознательного опыта (квалиа) здесь не обсуждается, хотя это и важный момент, но он не играет существенной роли в контексте данной работы: как будет видно, сознание рассматривается здесь только в функциональном смысле. Нас интересуют психические, в первую очередь мыслительные процессы, которые теоретически могут быть и у ИИ, независимо от наличия сознательного опыта (проблема сознательного опыта обсуждается, в частности, в работах [Васильев, 2009; Chalmers, 1996; Dennett, 1992; Bermudez, 2014]). В контексте современной нейробиологии одни из самых актуальных исследований представлены в [Models..., 2020], но в нашем случае достаточно обойтись упрощенным пониманием - по крайней мере вначале. Таким образом, настоящая работа находится в стороне от самых сложных вопросов философии сознания. Нас интересует узкофункциональная сторона сознания, как станет ясно из дальнейшего обсуждения.
Для удобства будут взяты две концепции множества возможных миров - инфляционная модель и модель струнного ландшафта. В современной космологии существуют и другие варианты мультивселенной, однако именно эти наиболее интересны с той точки зрения, которая берется за отправную, тем более они оказываются взаимосвязанными по некоторым параметрам - вторая берет в основу важные положения первой. Упомянутая выше работа [Barrett, 2000] делает упор на квантово-механическую тематику, однако важно заметить, что к тем же выводам о сознании можно прийти и в моделях, не затрагивающих многомировую интерпретацию Эверетта.
Струнный ландшафт
В основе теории инфляции (см. основные работы [Guth, 1981; Guth, 1997; Linde, 1982; Linde, 1983; Starobinsky, 1980]) лежит идея о том, что в ранние времена Вселенная фактически мгновенно выросла от микроскопических до астрономических масштабов. Эта модель удобна тем, что объясняет некоторые сложные наблюдаемые явления (проблему плоскостности, космологического горизонта, происхождения галактик). Основная ее идея заключается в том, что изначально существует некое состояние ложного вакуума (с локальным энергетическим минимумом); оно не совсем стабильно (метастабильно) и может туннелировать в состояние истинного вакуума, что и означает рождение наблюдаемой Вселенной - грубо говоря, энергия ложного вакуума перерождается в обычные поля и частицы в результате фазового перехода.
Однако различных энергетических состояний ложного вакуума может быть много. Пока поле находится в высокоэнергетическом состоянии, продолжается «раздувание» - инфляция и рождение новых вселенных. Но в зависимости от того, каким было начальное состояние, какова была энергия поля, будут различаться и вселенные по своим фундаментальным принципам.
С точки зрения хаотической инфляции наблюдаемая Вселенная - одна из множества возможных, и, что важно, сама модель не предлагает никакого метода нахождения нашей Вселенной в ней. То есть соответствующая математическая теория описывает все возможные миры, а ученые методом подстановки начальных условий, полученных в экспериментах, моделируют в инфляционном сценарии наш мир (начальные условия должны быть такие, чтобы объяснить наблюдаемые сейчас физические характеристики, например свойства элементарных частиц). Выбирая произвольно другие параметры, получаем произвольный мир. Из экспериментов нам известны многие параметры нашего мира, за счет этого и возможна подгонка.
Критиков модели не устраивает именно это - теория не предсказывает физику нашей Вселенной, а она получается за счет ручной подстановки начальных условий (свободных параметров - как и в стандартной модели физики элементарных частиц). Очевидно, для традиционного взгляда на научную теорию это выглядит как минус - предполагается, что сама теория должна давать ответ, как устроена физическая реальность (по образцу общей теории относительности Эйнштейна).
С другой стороны, дело выглядит так, как будто инфляционная модель сама по себе описывает не конкретный мир (наш мир), а многообразие возможных миров как равноправных. Если так, то в этом случае она и не должна содержать указаний на нашу Вселенную как единственную с единственно возможными значениями фундаментальных величин. То есть эту модель можно рассматривать не как описывающую только одну наблюдаемую физическую реальность, а как многообразие равноправно возможных реальностей (реальным в контексте философии может быть признано и всё мыслимое [Карпенко, 2016а; Карпенко, 2016b]). Но в этом случае возникает две проблемы. Первая - если все миры равноправны, то в самой теории не будет существовать инструментов расчета характеристик конкретного мира, а только общие инструменты. Вторая проблема заключается в том, как, собственно, проверить адекватность такой теории, ведь любой эксперимент подтверждает привязку теории к фактам нашего мира, а если в теории речь идет не только о фактах нашего мира, а о всех возможных фактах как равноправных, то экспериментальная проверка становится затруднительной (см. о философии научного эксперимента в обзоре конференции, посвященной взаимосвязи различных аспектов экспериментирования и научной политики [Пронских, 2017]).
Учитывая эти соображения, Леонард Сасскинд предложил модель струнного ландшафта [Susskind, 2003]. Она объединяет идею многообразия ложных вакуумов инфляционной модели с пространствами Калаби-Яу теории суперструн [Tong, 2012]. Согласно этой модели, существует очень большое, возможно, бесконечное количество вселенных со всеми возможными наборами фундаментальных величин. То, что в Стандартной модели физики элементарных частиц является подстановочными параметрами и не выводится из теории - например, характеристики элементарных частиц (масса, заряд, спин), - здесь оказывается лишь одними из возможных вариантов в полной теории.
Напомним, что в теории суперструн фундаментальны не многочисленные точечные частицы, а струны и браны, имеющие конечный физический размер. Они вибрируют, и различия их вибраций обусловливают то, что в Стандартной модели принято называть параметрами элементарных частиц. Важный нюанс, что эти вибрации происходят в многомерном пространстве (девятимерном или десятимерном), порождая огромное количество различных характеристик и свойств частиц и, как следствие - лежащих в основе вариантов реализации законов природы.
Все измерения, кроме привычных трех, постулируются свернутыми до субатомных масштабов (в противном случае наблюдаемые атомы исчезали бы в неизвестном направлении) - это называется компактификацией. Существует много (по некоторым оценкам, 10500 [Ashok, Douglas, 2004]) способов того, как эти дополнительные измерения могут быть свернуты. Именно эти вариации и получили название пространств Калаби-Яу. Одно или некоторые из них теоретически должны описывать нашу Вселенную, другие описывают другие возможные миры (не исключено, что все возможные).
Собственно, струнный ландшафт и складывается из этих вариаций. Он описывает множество вероятных миров с различными законами природы и различными фундаментальными величинами. Большинство этих гипотетических миров принципиально отличаются от нашей Вселенной и, по сути, представляют собой не более чем математические структуры (хотя Макс Тегмарк уверен, что математические структуры и есть фундаментальная реальность [Tegmark, 1998]).
Каждый участок струнного ландшафта представляет собой описание гипотетической физической реальности со своими законами, обусловленными энергией ложного вакуума в этой точке. Однако не существует метода, который позволил бы найти в ландшафте точку, которая соответствовала бы нашей Вселенной (совпадала бы с экспериментальными данными Стандартной модели). Строго говоря, неизвестно, есть ли там эта точка вообще.
Ключевой вопрос в том - должен ли быть такой метод? Наличие метода, который позволял бы из бесконечного множества возможных миров, предлагаемых теорией, находить наш, автоматически делало бы этот мир избранным и, вероятно, единственно реальным. Но тогда было бы непонятно, зачем теория предлагает еще бесконечность ложных миров? Поэтому логично допустить, что все возможные миры, предлагаемые моделью, равнозначны в плане реальности. В таком случае она и не должна содержать эффективного метода нахождения нашей реальности среди всех возможных именно в силу их равнозначности.
Это означало бы, что перед нами действительно «теория всего» - в том смысле, что она описывает не непосредственно наблюдаемую нами реальность как частный случай возможного многообразия, а любую возможную с точки зрения физики. В таком случае проверить, есть ли в ландшафте наша реальность, можно только одним способом - перебрать все миры ландшафта вручную, пока не наткнемся на наш (NP-полная задача).
Такая возможность имеет, конечно, серьезные негативные следствия: эксперимент перестает играть роль ключевого проверочного средства истинности теории, поскольку если идея струнного ландшафта окажется верна, то эксперимент будет всего лишь указывать, описывает ли теория нашу реальность. Однако, если теория верна в более глобальном смысле - если она описывает любую возможную физическую реальность, возникает потребность в других критериях.
Возможные миры как актуальные
Итак, здесь уместно задать вопрос (ссылаясь на принцип достаточного основания), а почему константы (сила фундаментальных взаимодействий, параметры элементарных частиц, число измерений и др.) должны быть именно такими, а не другими? Как уже отмечалось, в современной физике элементарных частиц - Стандартной модели - характеристики частиц не выводятся из теории, они берутся из эксперимента и подставляются вручную. Иначе говоря, параметры такие, потому что они таковыми наблюдаются, но теория их не предсказывает. Из чего некоторые делают вывод о ее неполноте (строго говоря, она действительно неполна в том смысле, что не включает гравитацию). Тогда постановка вопроса, как было показано, может быть такой: возможно, дело не в полноте или неполноте теории, а в том, что эти параметры и не должны выводиться в теории, т.к. существует очень большое число различных параметров для разных возможных миров и все они равнозначны? То есть единственного правильного описания нет, а есть многообразие описаний для разных физических реальностей, просто мы являемся непосредственными наблюдателями лишь одной из них.