Чтобы быть научной, гипотеза должна предлагать наблюдения, при помощи которых она могла бы быть верифицирована или фальсифицирована. Иногда это требует выражения в математике; иногда не требует. Математика один из языков науки, и она является мощным и важным методом. Но ее применение к науке базируется на идентификации результатов математических расчетов с экспериментальными результатами, и поскольку эксперименты имеют место вне математики, в реальном мире, связь между указанными двумя аспектами должна быть установлена на повседневном языке. Математика великий инструмент, но окончательным управляющим языком науки является человеческий язык.
Стоящие перед нами вызовы нельзя недооценивать. Космологическая наука находится в кризисе, и единственно верным будет понимать, что продолжать использовать так хорошо служившие нам ранее методологии — это путь в никуда. Если мы пытаемся взять стандартную Ньютоновскую парадигму в качестве основы для космологии, в результате получаются парадоксы. Так что мы должны двигаться вперед в неизвестное. Перед нами выбор между радикальными программами. Только увидев, какое направление приводит к проверяемым предсказаниям для новых наблюдений, и после того, как эти наблюдения будут сделаны, мы сможем решить, какая из программ окажется правильной. Мы можем также ожидать, что какая-то новая теория обеспечит убедительные объяснения известных фактов, которые в настоящее время удивительны. Мы должны поощрять разнообразные подходы к этим трудным вопросам.
Но выбор, тем не менее, суровый. Чтобы сравнить стоящие перед нами варианты выбора, на следующих двух страницах я привожу список пар противоположных утверждений, с которыми мы сталкивались в этой книге. Они очерчивают выводы, следующие из принятия времени как иллюзии или как ядра реальности.
Время иллюзорно. Истина и реальность — вне времени.
Пространство и геометрия реальны.
Законы природы вечны и необъяснимы, за исключением объяснений, основанных на антропном принципе.
Будущее предопределено законами физики и начальными условиями.
Во всех аспектах история Вселенной являет собой математический объект.
Вселенная бесконечна в пространстве. Вероятностные предсказания проблематичны, поскольку основаны на отношении двух бесконечных величин.
Время начинается в момент Большого взрыва (если оно вообще определено), природа которого необъяснима.
Наблюдаемая Вселенная — одна из бесконечной коллекции Вселенных, не наблюдаемых и существующих одновременно.
Равновесие есть естественное состояние, в которое с неизбежностью придет наша Вселенная. Наблюдаемая сложная структура Вселенной — результат маловероятной флуктуации.
Квантовая механика — окончательная и верная теория. Ее интерпретация связана с существованием бесконечного количества альтернативных событий.
Ничто в науке не определено. Однако, что мы можем сделать перед лицом неопределенности, это попытаться сконструировать обоснованные аргументы для разделения гипотез. Именно это я и делал здесь. И хотя окончательным тестом является эксперимент, мы можем обрисовать некоторые заключения из того, насколько производительной является программа исследований в отношении новых гипотез и предсказаний, посредством которых указанная программа может быть проверена.
Время — наиболее реальный аспект нашего восприятия мира. Все, что истинно и реально, относится к конкретному моменту времени.
Пространство второстепенно, возникающе и приблизительно.
Законы природы эволюционируют во времени и могут быть объяснены в свете своей предыстории.
Будущее предсказуемо лишь отчасти.
Большинство регулярностей в природе может быть описано с помощью математических моделей. Но не все.
Вселенная конечна в пространстве. Вероятности — обычные отношения частот появления событий.
Большой взрыв — это по сути отскок, который находит свое объяснение в предыстории Большого взрыва. Следы предыдущих эпох наблюдаемы.
Лишь небольшие части Вселенной приходят в тепловое равновесие. Гравитационно-связанные системы превращаются со временем в гетерогенные структурированные конфигурации.