Например, материя, составляющая тот физический мир, с которым мы взаимодействуем, по-видимому, составляет лишь 4,9 % всего вещества, содержащегося в нашей Вселенной. Из чего же состоят оставшиеся 95,1 % так называемой темной материи и темной энергии? Если расширение нашей Вселенной ускоряется, откуда берется вся та энергия, за счет которой происходит это ускорение?
Бесконечна ли наша Вселенная? Существует ли бесконечное число других бесконечных вселенных, параллельных нашей? Если они существуют, отличаются ли их физические законы от наших? Существовали ли эти другие вселенные до того, как возникла наша в результате Большого взрыва? Существовало ли время до Большого взрыва? Вообще, существует ли время как таковое, или оно появляется как следствие более фундаментальных концепций?
Почему в дополнение к одному семейству элементарных частиц существуют еще две почти точные копии этого семейства, но с большей массой, так называемые три поколения элементарных частиц? Существуют ли другие частицы, которые мы еще не открыли? Являются ли элементарные частицы на самом деле тончайшими струнами, вибрирующими в 11-мерном пространстве?[4]
Как объединить общую теорию относительности Эйнштейна, физику предельно большого, с квантовой физикой, физикой предельно малого? Тут речь идет о поисках так называемой квантовой гравитации, абсолютно необходимой для понимания момента Большого взрыва, в который вся Вселенная была сжата до квантовых масштабов.
А как насчет нашего понимания человеческого тела, по сравнению со сложностью которого квантовая физика – просто школьная задачка? Мы все еще пытаемся разобраться со сложным взаимодействием между экспрессией генов и окружающей средой. Сможем ли мы найти лекарство от рака? Возможно ли победить старение? Родился ли уже человек, который сможет дожить до тысячи лет?
А происхождение человека? Если эволюция – это процесс случайных мутаций, то мог ли другой бросок игральных костей эволюции также привести к возникновению организмов, имеющих глаза? Если перемотать эволюцию назад и нажать на кнопку «пуск», получим ли мы разумную жизнь – или же мы появились в результате удачного броска костей? Существует ли разумная жизнь в других точках Вселенной? А технологии, которые мы создаем? Сможет ли компьютер стать разумным? Смогу ли я когда-нибудь скопировать свое сознание и пережить смерть собственного тела?
Математика тоже еще далека от завершения. В противоположность распространенному мнению Великая, или «последняя», теорема Ферма вовсе не была последней теоремой. Математика изобилует неизвестным. Существует ли в распределении простых чисел структура, или же они разбросаны случайным образом? Сможем ли мы решить математические уравнения турбулентности? Найдем ли когда-нибудь эффективный способ разложения больших чисел на множители?
Несмотря на то что столь многое еще остается неизвестным, ученые верят, что на эти вопросы когда-нибудь будут получены ответы. Последние десятилетия позволяют полагать, что мы живем в золотом веке науки. Кажется, что скорость возникновения научных открытий возрастает экспоненциально. В 2014 г. журнал Nature сообщил, что начиная с конца Второй мировой войны число опубликованных научных статей удваивалось каждые девять лет. Компьютеры также развиваются с экспоненциальной скоростью. Законом Мура называется наблюдение, согласно которому производительность компьютерных процессоров, по-видимому, удваивается каждые два года[5]. Инженер Рэй Курцвейл полагает, что то же справедливо и для технологического прогресса: уровень изменения технологий в течение следующих ста лет будет сравним с тем, что человечество испытало за последние 20 000 лет.
И все же, может ли скорость совершения научных открытий оставаться экспоненциальной? Курцвейл говорит о «сингулярности» – моменте, в который сложность наших технологий превзойдет возможности человеческого разума. Обречен ли научный прогресс на достижение такой же сингулярности? Того момента, в который мы будем знать все. Конечно, на каком-то этапе мы действительно можем открыть основополагающие уравнения, объясняющие, как устроена Вселенная. Мы получим окончательный список частиц, составляющих структурные элементы физического мира, и поймем, как они взаимодействуют друг с другом. Некоторые ученые полагают, что на нынешней скорости научный прогресс может привести к созданию «теории всего». Для нее даже придумали обозначение – ТоЕ[6].
4
В теории суперструн выделена размерность
5
Строго говоря, Гордон Мур утверждал, что число транзисторов в интегральной схеме микропроцессора удваивается каждые два года. Удвоение производительности микропроцессоров (зависящее не только от числа транзисторов, но и от их быстродействия, также растущего) раз в полтора года предсказал коллега Мура по компании Intel Дэвид Хаус.