Читаем без скачивания Наука плоского мира IV: Судный день - Терри Пратчетт

Однако и в этом доказательстве есть свой изъян. Изменение фундаментальных констант оказывает влияние не только на красные гиганты, но и на резонанс углерода. Более того, поскольку звезды сжигают гелий и бериллий, то ядерные реакции, происходящие в их недрах, самопроизвольно стремятся к температуре, обеспечивающей горение топлива. Разве не удивительно, что температура огня, образующегося при горении угля, в точности совпадает с температурой горения самого угля? Нет. Если уголь в принципе способен к горению, то благодаря обратным связям энергетический баланс реакции сойдется сам собой. Возможно, многообразие нашей Вселенной, в которой уголь может гореть, а красные гиганты сиять, действительно дает повод для изумления, но тонкая настройка здесь ни при чем. В сложной Вселенной, каким бы ни был ее внутренний механизм, могут возникать сложные объекты, которые будут прекрасно приспособлены к ее правилам, ведь именно так они и появились на свет. Но отсюда вовсе не следует, что Вселенная была специально отобрана или создана ради появления этих объектов. Или что в самих этих объектах есть что-то невероятное или особенное.

Углеродный резонанс красного гиганта и энергетическая динамика горящих углей все это примеры систем с обратной связью. Подобно термостату, они автоматически подстраиваются под внешние условия, чтобы поддерживать свое существование. Такая разновидность обратной связи чрезвычайно распространенное явление, в котором нет ничего примечательного. По сути оно не более примечательно, чем тот удивительный факт, что наши ноги имеют ровно такую длину, при которой ступни касаются земли. Гравитация тянет нас вниз, поверхность земли отталкивает вверх, а благодаря их совместным усилиям, мы оказываемся именно в том месте, где наши ступни изящно сочетаются с землей.

Физические константы составляют более глубокую проблему. Современный взгляд на фундаментальную физику определяется рядом аккуратных и элегантных уравнений. В них, однако же, используется около тридцати особых чисел например, скорость света; а также постоянная тонкой структуры, описывающая силы, которые удерживают атомы от распада. Эти числа выглядят совершенно случайными, но важны в той же мере, что и сами уравнения. Различные значения этих фундаментальных констант приводят к совершенно разным решениям уравнений к различным типам вселенных.

Различия не исчерпываются очевидными следствиями: более сильная или слабая гравитация, более быстрый или медленный свет. Они могут быть и более существенными. Стоит лишь немного изменить постоянную тонкой структуры, как атомы теряют устойчивость и распадаются на части. Если уменьшить гравитационную постоянную, то звезды взорвутся, а галактики исчезнут. Если же ее, наоборот, увеличить, то все сожмется в одну гигантскую черную дыру. Считается, что если любую из этих констант подвергнуть хоть сколько-нибудь значительному изменению, то соответствующая Вселенная будет настолько отличаться от нашей, что никоим образом не сможет поддерживать организованную сложность живых существ. Большое число констант только осложняет дело; это все равно, что выиграть в лотерею тридцать раз подряд. Наше существование не просто балансирует лезвии ножа этот нож ко всему прочему еще и очень острый.

История эта поразительна, но в ней полно ошибок. Pan narrans просто не может остановиться.

Одна из основных, и фатальных, проблем, часто встречающаяся в литературе, заключается в том, что константы меняются независимо друг от друга и только на небольшую величину. С математической точки зрения, эта процедура затрагивает лишь крошечную область «параметрического пространства», охватывающего всевозможные комбинации констант. Обнаружить какой-нибудь характерный пример в этой области вам едва ли удастся.

Вот вам аналогия. Если вы возьмете машину и хотя бы немного измените ровно один любой из ее аспектов, то машина, скорее всего, перестанет работать. Даже если немного изменить размер гаек, они не подойдут к болтам, и машина развалится на части. Стоит немного изменить топливо, и двигатель не заведется, а машина не тронется с места. Но это вовсе не означает, что в работающей машине можно использовать только болты и гайки какого-то одного размера или только один тип горючего. Этот пример показывает, что изменение одного из свойств косвенно влияет на остальные, и они тоже должны меняться. Так что разные частные мнения по поводу того, что происходит с частичками нашей Вселенной в результате крошечного изменения одной из констант, в то время как прочие остаются без изменений, не имеют особого отношения к вопросу о пригодности такой Вселенной для жизни.

Когда этот фундаментальный просчет соединяется с небрежностью мышления, он превращается в грубейшее искажение настоящих выводов, к которым приводят упомянутые расчеты. Предположим, чисто теоретически, что каждый из тридцати параметров требует индивидуальной тонкой настройки, причем вероятность того, что случайно выбранный параметр попадет в нужный интервал, составляет 1/10. Если изменение любого (но одного) из параметров будет больше, то жизнь станет невозможной. Далее утверждается, что все тридцать параметров одновременно попадут в нужный интервал с вероятностью, равной 1/10 в степени 30. Это 10-30, один шанс на нониллион (тысяча миллиардов миллиардов миллиардов). Малость этого числа до того смехотворна, что оно никоим образом не может произойти по воле случая. Именно этот расчет стоит у истоков метафоры о «лезвии ножа».

А еще это полная чепуха.

С тем же успехом можно встать у здания Сентр-Пойнт в центре Лондона, пройти несколько метров на запад вдоль улицы Нью-Оксфорд, затем несколько метров на север по Тоттенхем Корт Роуд и после этого вообразить, будто вы обошли весь Лондон. Вы даже не прошли несколько метров в северо-западном направлении, не говоря уже о том, чтобы заглянуть дальше. С точки зрения математики любое изменение одного из параметров покрывает крошечный интервал вдоль некоторой оси параметрического пространства. Умножая соответствующие вероятности, мы охватываем крошечный кубик, стороны которого соотносятся с изменениями отдельных параметров без учета изменения остальных. Пример с машиной показывает всю нелепость этих расчетов.

Даже используя константы этой Вселенной, мы не можем вывести из законов физики даже структуру таких, казалось бы, простых вещей, как атом гелия, не говоря уже о бактерии или человеке. Все, что сложнее водорода, требует для своего понимания хитроумных приближенных моделей, уточняемых в ходе сопоставления с фактическими данными наблюдений. Но когда мы начинаем размышлять о других вселенных, никаких наблюдений, с которыми их можно было бы сравнить, у нас нет; нам приходиться полагаться на математические следствия уравнений. Ни одно интересное явление даже гелий не поддается расчетам. Поэтому мы вынуждены идти коротким путем и отсеивать конкретные структуры например, звезды или атомы, опираясь на различные спорные доводы.

В действительности же подобные расчеты (даже если они верны) отсеивают звезды и атомы, которые в точности совпадают со своими аналогами в нашей Вселенной. Что не совсем соответствует цели рассуждений об альтернативной Вселенной. Какие еще структуры могут существовать в такой Вселенной? Могут ли они быть достаточно сложными, чтобы считаться формой жизни? Математические свойства сложных систем свидетельствуют о том, что простые правила могут порождать на удивление сложное поведение. А интересное поведение подобных систем, как правило, не исчерпывается единственным вариантом. Нельзя сказать, что они ведут вялое и безжизненное существование при любом выборе констант, кроме одного случая «тонкой настройки», когда и начинается все веселье.

Стенджер приводит поучительный пример, который показывает, что изменение параметров по одному за раз может привести к ошибке. Он рассматривает всего два из них: ядерную эффективность и постоянную тонкой структуры.

Ядерная эффективность это часть общей массы двух протонов и двух нейтронов, которая теряется при их слиянии в ядро гелия. Это важно, поскольку ядро гелия состоит именно из этих частиц. Добавьте два электрона, и получится готовый атом. В нашей Вселенной значение этого параметра равно 0,007. Можно сказать, что он характеризует липкость клея, не дающего ядру распасться на части, поэтому от его значения зависит само существования гелия (а также других небольших атомов вроде водорода и дейтерия). Без этих атомов не было бы топлива для ядерных реакций звезд, так что ядерная эффективность принципиально важна для существования жизни. Расчеты, в которых меняется один лишь этот параметр и не затрагиваются остальные, показывает, что звезды, основанные на ядерном синтезе, могут существовать только в диапазоне от 0,006 до 0,008. Если значение параметра меньше 0,006, то сила отталкивания между двумя положительно заряженными протонами, доставшимися от дейтерия, сможет преодолеть силу «клея». Если же оно больше 0,008, то протоны склеиваются друг с другом и в свободном виде уже не встречаются. Так как ядро водорода состоит из одного протона, никакого водорода в этом случае не будет.