Может ли быть, что количество измерений во Вселенной на самом деле бесконечно?

Шон М. Кэрролл, известный физик-теоретик, однажды опубликовал статью «Реальность как вектор в гильбертовом пространстве». Гильбертово пространство — это математическая система, которая может быть бесконечномерной. В его статье описывается возможное объяснение нашей Вселенной как вектора в таком бесконечномерном пространстве. Эта бесконечность накладывает на восприятие вопроса факт вероятности существования бесконечного количества измерений.

Важно обратить внимание на фразу «факт вероятности» в предложении выше. Подобные рассуждения всегда стоит рассматривать именно с позиции оценки вероятности их реального существования. Бесконечное количество измерений есть лишь один возможный сценарий, вероятность которого мы можем оценить. Это означает, что мы не отметаем такой сценарий, но и рассматриваем его лишь через призму реальности.

Любой учёный скажет вам, что есть сценарии наиболее вероятные и наименее вероятные. Потому и существуют самые разные концепции мироустройства — симуляция, мозг Больцмана и много ещё разных подходов. Полезно тут вспомнить теоретические основы природы вероятности. Это поможет наглядно понять, как именно стоит воспринимать гипотезу о бесконечном количестве измерений.

Попробуем упростить. Вероятность рассчитывается на основе знания потенциальных возможностей. Если вы бросаете шестигранный кубик, 6 разных граней определяют вероятностное пространство. У вас есть 1 из 6 шансов, что выпадет одно из чисел на кубике, и 0%, что выпадет число, не выпавшее на кубике. Иногда количество равнозначных вариантов имеет значение. Например, если вы вытаскиваете случайный шар из мешка с 2 красными и 3 зелеными шарами, то у вас немного выше шанс вытянуть зеленый шар. Иногда пространство возможностей не так легко различить, поэтому мы смотрим на прошлые данные и наблюдения, чтобы получить представление. Например, если ваш друг опаздывает в половине случаев, то вероятность того, что он опоздает в следующий раз, составляет примерно 50%.

Это говорит нам о том, что мы понятия не имеем, каковы вероятности того или иного сценария. Увеличьте количество жёлтых или зелёных шаров и сценарий изменится. Добавьте туда ещё и красные шары и система станет вообще совершенно другой. Мы не можем строить логику, исходя из абсолютного знания. Ведь его просто нет. По крайней мере пока. Поэтому, мы отталкиваемся от ряда известных фактов и переносим сюда логику наиболее рационального подхода.

В абсолютном смысле вероятность неизвестна. Примерно также можно рассуждать и о бесконечном количестве измерений.

Если Вселенная «бесконечномерна», то для согласования с наблюдениями потребуется множество дополнительных математических расчетов и изменений в существующих теориях, и это делает ее менее простой, чем другие теории, которые ученые любят больше.

Исходя из логики бесконечности Гильбертова пространства и при условии, что Вселенная и правда может быть описана как вектор в этом пространстве, бесконечное количество измерений кажется вполне логичным. В некоторой степени это помогло бы решить и проблему проявления некоторых физических аспектов системы. Скажем, легендарная теория струн использует 11 измерений пространства. Если теоретики допускают возможность существования такого большого количества измерений, то по этой же логике ничто не может помешать существовать и ещё десяти дополнительным измерениям. Ну, а там, где 10 измерений, есть место и их сотням.

Мы не случайно так долго беседовали в начале статьи о вероятностях. Исход такого обсуждения может быть описан только лишь, как вероятность. Мы не можем исключать, что измерений бесконечное количество, но вероятность такого расклада скорее средняя, чем большая. Для того, чтобы увеличить эту вероятность или обозначить, что такой сценарий невероятен, нам потребуется провести такие измерения, которые современная экспериментальная база обеспечить не сможет. В нашем же случае остаётся отталкиваться только лишь от математического аппарата, а тут все теории подобного рода имеют спорную логику.

via