Читаем без скачивания Ты – Космос. Как открыть в себе вселенную и почему это важно - Минас Кафатос

Представьте, что пчелы могут собирать пыльцу только с розовых цветов. Если бы существовал слабый пчелиный принцип, он бы гласил, что существует связь между пчелами и розовым, не зависящая от эволюции цветов. А существование синих, желтых и любых других цветов объяснялось бы чем угодно, но не пчелами.

Сильный антропный принцип (SAP) смелее: он заявляет, что не может быть познаваемой Вселенной без человечества. Космическая эволюция должна была непременно привести к нам. Многие физики чувствуют неловкость при такого рода предположениях, слишком отдающих метафизикой. Один вредный комментатор пошел дальше и заявил об Очень-очень сильном антропном принципе, который сформулирован как «Вселенная возникла, потому что лично я смог подменить причину следствием, например на этой странице» (http://c2.com/cgi/wiki?AnthropicPrinciple). Это может показаться лишь шуткой о том, что SAP – нелепая крайность. Но, на самом деле, если Вселенная вмещает в себя людей, то нет и логических доводов, почему она не может вместить и конкретный момент времени. У причины и следствия нет собственного ума. Если действия приводят к предсказуемым результатам (например, брошенный мяч всегда упадет на землю), так же точно может быть предсказан и любой момент времени.

Теперь можно понять, почему вера в причину и следствие – главное из верований, которые разрушились в постквантовой эпохе. Нельзя утверждать, что Большой взрыв неизбежно привел бы к этому мгновению, к странице, которую вы сейчас читаете, к бутерброду с ветчиной, или чашке чая у вас в руках, или к буквам, которыми написана ваша фамилия. Если считать причинно-следственные связи строгими, получится, что каждое слово, которое сорвется с ваших губ, было предопределено миллиарды лет назад. Квантовая механика облегчила эту трудность, превратив строгие причинно-следственные связи в вероятности. Теперь мы, можно сказать, живем с мягкими причиной и следствием: каждое событие возникает из набора вероятностей, а не создается жесткой цепной реакцией.

Однако тайна тонкой настройки Вселенной никуда не делась. Вероятности могут рассказать вам о вероятности появления некого электрона в точке А во времени и пространстве, но ничего не скажут о том, какую роль играют электроны в тонкой настройке Вселенной. По аналогии, если словарный запас вашего друга 30 000 слов и вы знаете, как часто он использует каждое слово, то вы можете вычислить вероятность того, что следующим его словом будет «джаз». Допустим, он не фанат джаза, и эта вероятность равна 1 к 1 867 054. Степень точности высока, но у вас все еще нет способа объяснить, почему он выбирает это слово каждый раз, когда оно покидает его уста. А если рассуждать в более крупном масштабе, можно сказать, что ваше владение теорией вероятности не даст объяснения тому, почему в примитивных обществах сотни тысяч лет назад вообще появились языки.

Независимо от того, слабый или сильный антропный принцип мы используем, он позволяет Земле не оставаться случайной точкой в космическом океане. Трудно отрицать то, что константы природы имеют свою особую ценность, ведь и Вселенная создана для жизни, для того, чтобы она развивалась. Если вы когда-либо строили целый день карточные домики, вы знаете, что неправильно положенная карта может обрушить всю конструкцию. А теперь представьте, что вы строите не домик из 52 карт, а человеческую ДНК, с ее 3 миллиардами пар оснований и химическими ступенями вдоль витой лестницы двойной спирали. Подумайте, что процесс построения человеческой ДНК занял приблизительно 3,7 миллиарда лет, начиная с первых проблесков жизни на Земле, и еще 10 миллиардов лет космос существовал до этого момента. Сколько могло случиться за это время ошибок – таких, чтобы домик ДНК обрушился? Слишком много, чтобы считать. Ваши гены переданы вам родителями, но в процессе передачи в среднем произошло около 3 миллионов случайных изменений – мутаций. Эти случайные изменения ДНК, наряду с мутациями, вызванными рентгеновскими лучами, космическим излучением и другим влиянием окружающей среды, вселяют в нас огромные сомнения в том, что жизнь создана случайно.

Скорость случайных мутаций статистически проверяема. Фактически, это основной способ, позволяющий проследить, куда человеческие гены переместились после того, как первая группа наших предков мигрировала из Африки 200 000 лет назад. Мутации в их ДНК служат своего рода навигатором, по которому мы видим их путь. Таким образом, у нас появляется аргумент в пользу случайности. Но в то же время статистика – контраргумент: за 3,7 миллиарда лет пути ДНК могли меняться и теряться. Тем не менее все ошибки были устранены, и этот факт путает все карты, если пытаться сделать случайность единственной работающей силой. Жизнь балансирует на пороге порядка и беспорядка. Кроме того, тонкая настройка Вселенной подчеркивает, как таинственна связь между ними.

Космическое тело

Все больше физиков считает, что проблему тонкой настройки можно решить, только приняв, что весь космос – единая, непрерывная, гармонично организованная и работающая сущность, подобная человеческому телу. Невозможно не согласиться с тем, что отдельные клетки сердца, печени, мозга и других органов связаны с деятельностью всего организма. Если смотреть только на одну ячейку, ее связь с целым будет утрачена. Все, что вы видите, – это химические реакции, циркулирующие внутри каждой клетки, снаружи ее и через нее. Но есть и то, чего вы видеть не можете: у этих реакций две стороны. На локальном уровне они поддерживают жизнедеятельность отдельной клетки, а на общем – всего тела. Клетка-отступница, которая действует сама по себе, может стать злокачественной. Неустанно стремясь к собственным интересам, бесконечно делясь и убивая другие клетки и ткани, которые стоят на пути, злокачественная клетка превращается в раковую опухоль. В конечном счете «нелояльность» клетки всему остальному телу бесполезна. Рак разрушается сам, когда пораженное им тело умирает. Научилась ли Вселенная избегать разрушения еще много лет назад? Не это ли тонкая настройка космической защиты, к которой люди, если надеются выжить, должны относиться уважительно?

Легенды предупреждали об этом еще задолго до того, как угрожать нам хаосом стали террористы, хакеры и плохая экология. В средневековых легендах о Граале вера в Бога была невидимым клеем, который держал мир в целости, а грех – раковой опухолью, способной его разрушить. Когда рыцари Грааля отправились на поиски чаши, наполненной Христовой кровью, природа вокруг была серой, умирающей. Отчаяние природы символизировало человеческий грех. Грааль – настоящий, а не символический – был своего рода обращением к уму необразованных средневековых людей: если бы им показали чашу, это доказало бы связь людей с Богом, убедило, что Бог не оставил их. Естественный порядок был бы соблюден.

Один священный предмет, спасающий мир, еще более невероятен, нежели зависимость всего космоса от какой-то мелочи, но это – урок тонкой настройки. (Кто-то мрачно комментировал, что вирус гриппа, способный вызвать смертельную болезнь, похож на футбольный мяч, брошенный в окно небоскреба и обрушивший все здание.) Здесь вспомним еще одно замечание сэра Артура Эддингтона: «Когда электрон вибрирует, Вселенная трясется». Все в космосе взаимосвязано (и воспринимается человеческим мозгом как взаимосвязанное), потому что реальность одна и та же. Если есть другая реальность «вне там», выходящая за пределы человеческого восприятия, она, по существу, и не существует.

Если человек слеп, это не делает цвета нереальными – чтобы убедиться в их существовании, достаточно других людей, которые могут видеть. Но если бы все люди были дальтониками, то мозг никогда бы не постиг существования цвета. Люди не могут видеть инфракрасного и ультрафиолетового излучения: длины световых волн лежат за пределами возможностей наших глаз. Мы можем подтвердить их существование только с помощью инструментов, предназначенных для обнаружения этих длин волн. Больше нельзя полагать, что во «тьме» Вселенной нет никакого света или излучения. Реальность внезапно становится похожей на диапазон радиочастот, где мы можем «поймать» только одну станцию – нашу Вселенную.

Оглядываясь назад, на раннюю Вселенную, на то время, когда только образовывались атомы, квантовая теория утверждает, что каждая частица материи уравновешивалась частицей антиматерии. Они могли бы уничтожить друг друга, и тогда история космоса была бы очень короткой. Но, как часто бывает (вы уже привыкли к этой фразе), материи было чуть-чуть, буквально на одну миллиардную, больше, чем антиматерии. Этого было достаточно, чтобы позволить всей видимой материи в творении избежать уничтожения и породить ту Вселенную, какой она стала.

Добавочная тайна: плоскостность

Тонкая настройка, представленная в виде констант, выглядит математической абстракцией. Но, как и в каждой космической загадке, вокруг нас есть видимые доказательства в физической форме. Наглядный пример этого – так называемая проблема плоскостности, добавочная тайна, усложняющая главную: тайну тонкой настройки. Приблизившись как можно более вплотную к началу творения, достигла больших успехов модель космической инфляции, рассмотренная в предыдущей главе. Общепринятая версия этой модели была разработана молодым американским физиком-теоретиком Аланом Гутом в Корнелле в 1979 году и опубликована в 1981 году. По мнению Гута, Вселенная начала расширяться не в самый момент Большого взрыва, но доли секунды спустя.