Эмерджентность: новый взгляд на фундаментальные законы физики

Долгие годы поиск законов реальности основывался на редукционизме - сталкивании различных объектов при высоких энергиях для обнаружения мельчайших строительных блоков. Но по мере того, как физика высоких энергий сталкивается с ограничениями, теоретики переключают свое внимание на коллективное поведение материалов в области, называемой физикой конденсированных сред. Этот сдвиг основан на концепции, называемой эмерджентностью, которую физик Филип У. Андерсон метко сформулировал как «чем больше, тем лучше». Когда вы соединяете триллион атомов, они ведут себя не просто как увеличенная версия одного атома. Взаимодействие между ними создает совершенно новые законы и состояния материи, которые невозможно предсказать, зная только свойства отдельных компонентов. При охлаждении почти до абсолютного нуля эти материалы превращаются в микроскопические лаборатории. Поскольку электроны внутри кристаллической решетки ограничены окружающей средой, они взаимодействуют, образуя «квазичастицы» — возбуждения, которые ведут себя точно так же, как фундаментальные частицы, но существуют только внутри материала. Физики, изучающие конденсированные среды, уже обнаружили квазичастицы, имитирующие магнитные монополи, а также фермионы Майораны (частицы, которые действуют как собственная антиматерия) — концепции, которые физики высоких энергий безуспешно искали десятилетиями и которые уходят в сторону теорий заговора (и внимательно тут - потому что пока мы говорим про квази - т.е. сущности, которые очень похожи на предполагаемые объекты). Это привело к радикальной мысли. Фундаментальные законы Вселенной могут вовсе не быть фундаментальными. Используя такие инструменты, как соответствие AdS/CFT, физики изучают возможность того, что гравитация и пространство-время являются эмерджентными явлениями, возникающими в результате квантовой запутанности лежащей в основе микроскопической информации, а не фундаментальными реальностями. Подобно тому, как звуковые волны являются эмеджентным свойством сталкивающихся молекул воздуха, сама ткань Вселенной может вести себя удивительно похоже на систему конденсированного состояния материи. Это довольно интересный и свежий взгляд.