Вселенная для человека? Ученые признают особенную роль человека во вселенной. Открытия Галилео Галилея

Антропоцентризм - это идеалистическое учение, согласно которому Человек считается Кроме того, именно Человек является целью всех событий, происходящих в мире. Данное философское воззрение основано на заблуждении, сформулированном греческим мыслителем Протагором и гласящем, что "Индивид есть мера всех вещей".

Антропоцентризм - это противопоставление феномена человека всем остальным имеющимся явлениям. Подобный принцип лежит в основе специфического отношения к природе, когда наиболее важным понятием считается понятие потребления. Такое учение было призвано оправдать жесткую эксплуатацию различных жизненных форм, а также в некоторых случаях их полное уничтожение. Тем не менее считается, что гуманизм и антропоцентризм являются здравомыслящим взглядом на методы и предметы человеческого познания.

Также следует отметить, что история искомого понятия охватывает значительный период. Однако наибольший расцвет наблюдался в средние века, когда основной религией считалось христианство. Все здесь строилось вокруг человека. Современное понятие «антропоцентризм» - это неотъемлемая черта человеческого характера. Каждый индивид проявляет себя во всем, чем бы он ни занимался. Образ мышления, система восприятия и понимания происходящего в окружающем мире - все строго индивидуально и основано именно на этом воззрении.

Понятие «гуманистический антропоцентризм» считалось важнейшей характеристикой эпохи Возрождения. В противопоставление средним векам, когда основное место занимала религия, вышеописанный период сконцентрировал внимание мыслителей на проблеме существования человека, смысле его пребывания в этом мире.

Тем не менее имеются некоторые различия в зависимости от сферы деятельности. Согласно социальному познанию, антропоцентризм - это противопоставление социологизму. Подчеркивается, что искомая концепция выражает не только самостоятельность индивида, но и свободу его выбора, а также несение ответственности за содеянные поступки. При этом, поскольку Человек является вершиной творения, то и обязательства у него - наибольшие.

В политической сфере деятельности понятие «антропоцентризм» в достаточной степени реализуется в принципе либерализма. Таким образом, признается приоритет личностных интересов каждого перед потребностями и нуждами каких-либо сообществ. В связи с этим подобному образу мыслей чуждо соблюдение жестких социальных установок, а также масштабное социальное проектирование, поскольку все это подчиняет интересы индивида представлению проекта, следовательно, Человек становится лишь составляющей частичкой системы, одним из ее «винтиков».

Таким образом, учение антропоцентризма хоть и является ненаучным, но четко очерчивает границы воздействия власти на жизнедеятельность каждого индивида, а также устанавливает определенные требования, описывающие соразмерность преобразований человека, представляемых социумом.

В древности человек был центром мира, вся Вселенная была создана и вращалась вокруг него. Наука превратила нас в ничтожную песчинку, затерянную в пустоте Космоса. Но в последние годы эти две диаметрально противоположные картины мира причудливым образом соединились в концепции, которая получила название «антропный принцип».

В день своей смерти, 24 мая 1543 года, разбитый параличом Николай Коперник увидел только что вышедший из печати главный труд своей жизни — трактат «О вращениях небесных сфер». С этой книги началось изгнание человечества из центра мира, где Земля уступила свое место Солнцу. Через полвека великий фантазер Джордано Бруно поставил под вопрос и центральное положение Солнца, до смерти - увы, своей собственной - напугав общество идеями о множественности обитаемых миров. И вот четыре столетия спустя мы живем на третьей из восьми планет у рядового светила на окраине огромной Галактики. В ней 400 миллиардов звезд, еще больше вокруг нее других галактик, и это лишь крошечная часть Вселенной. А в последнее время космологи всерьез заговорили о множественности вселенных. Этот последовательный отход от представления об особом месте человечества во Вселенной в конце XX века стали называть принципом Коперника. Раз за разом он подтверждался наблюдениями, но все равно вызывал внутренний протест, ведь человеку свойственно чувствовать себя центром мира.

В 1973 году, когда отмечалось 500 лет со дня рождения Коперника, в Кракове состоялась внеочередная ассамблея Международного астрономического союза, на которую съехались сотни исследователей со всего света. Прибыл туда и молодой астрофизик Брэндон Картер. Тяготясь, как он позже писал, «непомерным преклонением перед принципом Коперника», Картер внес своим докладом диссонанс в юбилейные славословия. «Наше положение во Вселенной, - утверждал он, - с необходимостью является привилегированным, по крайней мере в той степени, чтобы допускать наше существование». Если случайно выбрать точку во Вселенной, мы, скорее всего, попадем куда-нибудь в межгалактическое пространство, где не будет ни звезд, ни планет, а лишь чрезвычайно разреженный газ - несколько атомов на кубометр. Но и внутри Галактики человек не мог появиться ни в межзвездном пространстве, ни у короткоживущих звезд-гигантов, ни на газовых планетах, ни на безатмосферных астероидах. Большая часть Вселенной совершенно непригодна для жизни, так что место нашего обитания далеко не рядовое. Это утверждение, которое Картер назвал слабым антропным (от греческого ánthrōpos - «человек») принципом, по сути, было лишь советом не слишком заигрываться с принципом Коперника и учитывать, что особенности нашего местоположения во Вселенной сказываются на результатах наблюдений.

Но в том же докладе был сформулирован и сильный антропный принцип, полемика вокруг которого продолжается по сей день. Он гласил: «Вселенная должна быть такой, чтобы на определенной стадии допускать появление наблюдателя». Многие услышали в слове «должна» утверждение о некой цели существования Вселенной, и тем самым формулировка обрела метафизическое, можно даже сказать религиозное, звучание: Вселенная создана для человека, а значит, он, несмотря на скромность своих размеров, необходим для огромного Космоса. Правда, сам Картер не имел в виду ничего подобного: речь лишь о том, пояснял он в том же докладе, что наши теории должны учитывать факт существования во Вселенной мыслящих наблюдателей. Перефразируя Декарта, он говорил: «Я мыслю, следовательно, Вселенная это допускает». Но поздно, от брошенного метафизического камня уже пошли круги. На то были свои причины. Чтобы в них разобраться, придется начать издалека.

В 1919 году немецкий математик Герман Вейль подсчитал, что сила электрического взаимодействия между протоном и электроном в атоме водорода на 39 порядков (то есть в $10^{39}$ раз) больше их гравитационного притяжения. Это колоссальная величина. Цена миски благотворительной похлебки всего в $10^{13}$ раз меньше годового объема мировой экономики. Но суммой в $10^{39}$ раз меньшей не оплатить и одну молекулу баланды. Почему столь велика разница фундаментальных сил, связывающих две элементарные частицы? Ведь внешне формулы гравитационного и электростатического взаимодействий так похожи. Было ясно, что это соотношение определяет различие масштабов микро- и макромира. Но почему оно именно такое, а не, скажем, $10^{15}$ или $10^{75}$? Этот вопрос повис тогда без ответа.

Во второй половине 1930-х годов эмигрировавший в Америку немецкий физик Ханс Бете построил теорию термоядерных источников энергии звезд, согласно которой запасов водородного топлива солнцеподобным звездам хватает на несколько миллиардов лет - цифра тогда почти немыслимая. Английский физик Поль Дирак сравнил этот самый большой встречавшийся в науке интервал времени с самым маленьким (на тот момент $10^{-24}$ секунды), который необходим свету, чтобы пройти путь, равный размеру протона. Соотношение вновь получилось около $10^{39}$. Неужели это просто случайное совпадение?

Ответ дал в 1961 году американский астрофизик Роберт Дикке, показавший, что только если соотношения Вейля и Дирака велики и близки друг к другу, звезды наработают достаточно тяжелых элементов, в частности углерода, чтобы возникла жизнь и появился человек. Окажись, к примеру, гравитация посильнее или скорость света поменьше, и эти соотношения изменились бы, и наше возникновение стало бы невозможным. Получалось, что наша Вселенная будто специально приспособлена для появления в ней разумных существ.

После Второй мировой войны теорию синтеза элементов в звездах успешно развивал британский астрофизик Фред Хойл. Он детально проработал все этапы этого сложного процесса и вполне мог бы претендовать на Нобелевскую премию, возможно, если бы впоследствии не так увлекался публичной критикой общепринятых астрофизических идей. Выступая на Би-би-си, он весьма эмоционально нападал на теорию горячей Вселенной, называя ее не иначе как «биг-бэнг» - Большой взрыв. Уничижительное словечко, однако, прижилось и стало научным термином, а вот «нобелевка» обошла Хойла стороной. Что, впрочем, не умаляет его достижений в физике звезд.

В начале 1950-х Хойл работал над механизмом синтеза углерода из гелия: сначала пара ядер гелия (альфа-частиц) сливается в ядро бериллия, потом к нему добавляется третье ядро гелия и образуется углерод. Но расчеты показывали: при столкновении бериллия и гелия получается неустойчивое ядро, которое обычно сразу разваливается. Тогда Хойл выдвинул смелую гипотезу: возможно, физики-ядерщики недостаточно внимательно изучили ядро углерода, упустив одно из его возбужденных состояний - то самое, что нужно для эффективной реакции ядер бериллия и гелия. Хойл даже вычислил энергию нужного состояния - около 7,7 мегаэлектронвольта (МэВ). Гипотеза была опубликована в 1952 году, и уже на следующий год подтвердилась экспериментально - в спектре возбуждений ядра углерода-12 обнаружился неизвестный прежде резонанс с энергией 7,66 МэВ.

Это выдающееся предсказание убедительно подтвердило теорию ядерных источников энергии звезд. Но еще интереснее то, что без данного резонанса - окажись, к примеру, его энергия процентов на 10 выше или ниже - углеродная жизнь была бы невозможна. Похоже, нам вновь повезло со Вселенной.

За железным занавесом

В мире приоритет выдвижения антропного принципа признается за Брэндоном Картером (1973) и отчасти за Робертом Дикке (1961). Однако в СССР сходные идеи высказывались заметно раньше. Григорий Моисеевич Идлис в 1957-1958 годах рассматривал Вселенную как «типичную обитаемую космическую систему» и отмечал, что ее выделяет из всех возможных миров наличие необходимых и достаточных условий для существования жизни. Абрам Леонидович Зельманов сформулировал подобные идеи даже раньше, в 1955 году, а в 1970-м, еще до выступления Картера, дал им очень емкую формулировку: «...мы являемся свидетелями процессов определенного типа потому, что процессы иного типа протекают без свидетелей». Однако работы отечественных астрофизиков не были известны на Западе, так что там антропный принцип был позднее сформулирован совершенно независимо.

Тонкая настройка

После того как антропный принцип был сформулирован Брэндоном Картером, физики и космологи азартно принялись проверять, как отразятся на возможности человеческого существования различные модификации в физических законах. По современным представлениям все многообразие физических явлений сводится к четырем основным взаимодействиям: гравитационному, электромагнитному, слабому и сильному. Уравнения, которые их описывают, содержат так называемые фундаментальные постоянные. Среди них скорость света, задающая темп самых быстрых процессов, постоянная Планка, определяющая масштаб квантовых явлений, гравитационная постоянная, характеризующая силу всемирного тяготения, а также массы, заряды и другие параметры ряда элементарных частиц. Значения фундаментальных постоянных, а всего их сегодня насчитывается 26 штук, не выводятся из теории, а измеряются экспериментально (причем далеко не все из них на сегодня известны). Естественно, у физиков возникли вопросы: чем определяются величины этих постоянных и что случилось бы с нашей Вселенной при их изменении?

Начать хотя бы с частиц, из которых состоят атомы. Положительно заряженные протоны всего на 0,14% легче нейтронов, лишенных электрического заряда. Но эта разница примерно вдвое больше массы электрона. Избыток массы позволяет свободному нейтрону спонтанно испустить электрон (и антинейтрино), превратившись в протон. А вот протон не может самопроизвольно стать нейтроном - ему для этого нужно откуда-то получить недостающую массу. Поэтому протоны устойчивы, а нейтроны - нет. Окажись масса протона всего на четверть процента больше, ситуация стала бы противоположной, и Вселенная лишилась бы водорода, ведь его ядра как раз и есть одиночные протоны. Без водорода не зажглись бы звезды, не образовались тяжелые элементы и уж, конечно, в таком нейтронном мире не было бы жизни. Но и заметно уменьшить массу протона тоже нельзя. Иначе нейтроны станут слишком неустойчивыми и будут превращаться в протоны даже внутри атомных ядер (как это происходит с некоторыми радиоактивными изотопами). Электрическое отталкивание перенасыщенных протонами ядер привело бы к их разрушению, и во Вселенной остался бы один только водород, чего для жизни явно недостаточно.

А что если поменять относительную силу фундаментальных взаимодействий? Например, увеличить немного ядерное взаимодействие, связывающее протоны и нейтроны. Это сделает стабильным атомное ядро, состоящее из двух протонов без нейтронов, так называемый дипротон, или гелий-2. Расчеты показывают, что в таком мире сразу после Большого взрыва все протоны объединяются в пары и во Вселенной не остается водорода, а значит, не будет ни воды, ни жизни. А если всего в несколько раз усилить гравитацию (помните, она в $10^{39}$ раз слабее электромагнетизма), звезды, сжавшись, станут прогорать в десятки тысяч раз быстрее, не оставляя времени для биологической эволюции. Троньте слабое взаимодействие, определяющее поведение нейтрино, и перестанут взрываться сверхновые, которые рассеивают в космосе наработанные в звездах тяжелые элементы, и мы лишимся планет.

Оказалось, что в законах физики буквально ни к чему нельзя прикоснуться без риска получить мир, лишенный наблюдателей. Этот странный факт стали называть «тонкой настройкой» Вселенной, и он настоятельно требовал объяснения.

Не такая уж и тонкая настройка

Американский астрофизик и философ Виктор Стенгер считает, что тонкость настройки нашей Вселенной сильно преувеличена. Хотя по отдельности менять фундаментальные постоянные довольно опасно, при их совместном изменении могут получаться вполне пригодные для жизни миры. Свойства материи в масштабах от атомов до звезд в первом приближении определяются четырьмя константами: две из них регулируют сильное и электромагнитное взаимодействия, а другие две - это массы протона и электрона. В 2000 году Стенгер написал и разместил в Интернете небольшую программу MonkeyGod («Обезьяний бог», monkey.html), где можно вручную или случайно задать эти четыре константы и узнать, какие параметры будут у атомов, звезд и планет. Оказалось, что примерно в половине таких случайно «созданных» вселенных время жизни звезд превышает миллиард лет, числа Вейля и Дирака примерно в 5% случаев совпадают по порядку величины. То есть область антропных параметров вовсе не так мала, как об этом принято думать. К тому же все антропные рассуждения исходят из того, что разумные наблюдатели непременно должны быть, подобно людям, представителями углеродной формы жизни. Этот «углеродный шовинизм» сильно сокращает диапазон возможных условий существования разума. Мы не знаем других его форм, но это вовсе не значит, что они невозможны, и быстрое развитие компьютеров дает в этом отношении изрядный простор для фантазии.

Бог Лакун и Мультиверс

Физик и популяризатор науки Пол Дэвис собрал целую коллекцию объяснений тонкой настройки. Он начинает с тривиальной возможности, которую называет «Абсурдной Вселенной»: просто принять такой мир как данность и отказаться от попыток объяснения. Как ни странно, это самое распространенное отношение людей к проблеме тонкой настройки, ведь большинство никогда о ней не задумывалось.

Другой популярный подход - списать все на сверхъестественного Настройщика, который специально запланировал появление человека. Это так называемый креационизм - религиозное течение, стремящееся найти в природе научное подтверждение существования Бога. Основной аргумент креационистов - указание на то, что у науки нет готовых объяснений, как мир приобрел те или иные наукой же открытые свойства, будь это тонкая настройка констант или механизм наследственности. Критики в ответ говорят, что креационисты верят в «бога лакун», бытие которого обосновано лишь пробелами в современных знаниях. В последние годы распространилась политкорректная версия креационизма - «теория разумного замысла». Из нее изгнаны все явные упоминания Бога, а говорится лишь о неизвестном разуме, управляющем нашим миром. Вы вольны представлять его хоть архитектором Матрицы, хоть зелеными человечками. Так креационисты пытаются преодолеть юридический запрет на преподавание религиозных идей в американских публичных школах.

Несколько ближе к науке лежит гипотеза о существовании некоего еще неоткрытого принципа, препятствующего возникновению Вселенной, неспособной к порождению разумных существ. В отличие от теории разумного замысла такой ограничивающий принцип имеет естественную природу и может быть изучен. Еще тоньше парадоксальная гипотеза американского физика Джона Уиллера, того самого, который придумал термин «черная дыра». Еще в 1979 году он спрашивал: «Порождая на некотором этапе своего существования наблюдателей-участников, не приобретает ли в свою очередь Вселенная посредством их наблюдений ту осязаемость, которую мы называем реальностью?» Получается, что существование Вселенной в прошлом объясняется ее свойствами, которые проявятся только в будущем. Подобные идеи не являются религиозными, но и научными их нельзя признать, поскольку из них не вытекает никаких проверяемых следствий. Назовем их условно метафизическими.

Среди научных подходов к объяснению тонкой настройки Пол Дэвис называет две остро конкурирующие идеи. Одна из них утверждает, что существующая настройка Вселенной выводится из некой еще не построенной с такой же математической непреложностью, как значение числа из геометрических построений. Противостоит ей идея Мультиверса, утверждающая, что мы живем в одной из огромного числа не связанных между собой вселенных, где редкостным образом совпали благоприятные для жизни параметры. Нас не удивляет, что мы обитаем в уникальном для Вселенной месте - на поверхности планеты с кислородной атмосферой, поскольку в других условиях просто не могли бы появиться. Так почему бы не допустить, что и сама наша Вселенная - лишь один из множества миров, со своими законами физики в каждом. Конечно, абсолютное большинство этих вселенных из-за «неправильных» настроек окажутся безжизненными, но об этом все равно никто не узнает, а мы появились в одной из тех, где это было возможно.

Есть много идей о том, как возникают и где существуют эти вселенные. Американский космолог Александр Виленкин совместно с испанским астрофизиком Хауме Гарригой разработали теорию, по которой в результате квантовых флуктуаций из ничего (состояния без времени и пространства) рождается бесконечное множество не связанных между собой вселенных со всеми возможными вариантами параметров. По гипотезе американского астрофизика Ли Смолина, от любой вселенной могут отпочковываться новые с иными характеристиками. Но есть и не столь экзотичное предположение о том, что фундаментальные постоянные очень медленно варьируются в пространстве и времени, так что где-то далеко за горизонтом видимости нашей Вселенной физика становится совсем иной, а мы просто находимся на одном из редких пригодных для жизни островков. В любом из этих вариантов антропные совпадения объясняются тем, что несовместимые с жизнью вселенные просто лишены наблюдателей.

Наиболее естественное объяснение тонкой настройки Вселенной. Нередко ее даже отождествляют с самим антропным принципом. Но в то же время это одна из самых неоднозначных теорий современности. Поначалу она была весьма холодно принята научным сообществом. Это понятно. Ведь важнейший критерий научности - экспериментальная проверяемость. Но как проверить гипотезу о существовании вселенных, совершенно изолированных от нашей и потому абсолютно ненаблюдаемых?

Был ли у создателя выбор?

Эпиграфом для конкурирующего научного подхода может служить знаменитый вопрос : «Был ли у Бога выбор, когда он творил Вселенную?» Эти слова выражают заветную мечту многих физиков открыть теорию, из которой выводятся значения фундаментальных постоянных и свойства всех частиц. Основания современной теоретической физики далеки от совершенства. Три из четырех фундаментальных взаимодействий описываются квантовой теорией поля и Стандартной моделью элементарных частиц. Но математически они несовместимы с общей теорией относительности, описывающей гравитацию. К тому же в последние годы обнаружены физические явления, отклоняющиеся от предсказаний Стандартной модели. Это заставляет физиков упорно искать новую единую Теорию Всего, и в числе главных претендентов на это звание - сложнейшая математическая конструкция, известная под названием теории струн.

Все элементарные частицы в этой теории представлены не точками, а крошечными туго натянутыми колечками - струнами, размером в миллиарды миллиардов раз меньше атомного ядра. Эти колечки постоянно вибрируют, подобно подброшенной в воздух велосипедной покрышке. Причем происходит это не в трех, а в десяти пространственных измерениях, где у струны куда больше разных способов колебаться. Из-за крайне малых размеров струн нам не видны их безумные извивы, но каждому типу их колебаний соответствует определенный набор свойств элементарной частицы - масса, заряд, спин и т. п. Все параметры элементарных частиц чисто математически выводятся из анализа возможных колебаний одинаковых элементарных струн - не теория, а мечта! Надо только убедиться, что вычисленные характеристики частиц совпадают с наблюдаемыми, и станет ясно, что никакая другая Вселенная невозможна - у Создателя просто не было выбора. Антропный же принцип придется списать на свалку истории как геоцентризм конца XX века.

В мае 2006 года в Москве с публичной лекцией выступал один из ведущих специалистов по теории струн нобелевский лауреат Дэвид Гросс. Об антропном принципе он отзывался так: «...люди приходят к этим мыслям от чувства беспомощности... я убежден... что вещи, которые кажутся специально созданными для нашего существования, со временем получат естественное объяснение». Многие физики считают антропный принцип и рассуждения о Мультиверсе своего рода капитуляцией перед трудностями поиска окончательной теории. К сожалению, новая математика действительно чрезвычайно сложна, и работа над ней периодически заходит в тупик. В очередной из них теория струн попала незадолго до того, как Дэвид Гросс приехал популяризировать ее в Москве.

Как известно, у нашего пространства три измерения. И эта фундаментальная постоянная тоже безупречно «настроена»: лишь в трехмерном пространстве устойчивы атомы и планетные системы, при другой размерности они неизбежно разрушаются. Однако набор степеней свободы струн, достаточный для описания свойств всех частиц, появляется только в десятимерном пространстве. Это противоречие можно разрешить, допустив, что 7 из 10 измерений свернуты, то есть в соответствующих направлениях Вселенная имеет микроскопические размеры, сравнимые с колечками струн. При таком предположении и волки сыты, и овцы целы - струны получают необходимые им 10 измерений, а свернутые измерения не нарушают трехмерность нашего макромира.

Все бы хорошо, но оказалось, что свернуть «лишние» измерения можно по-разному, подобно тому, как разными способами вяжутся узлы на веревке. И каждому способу свертки соответствует свой набор колебаний струн, а значит, свой набор фундаментальных постоянных. Поначалу физики надеялись найти среди возможных вариантов один, точно соответствующий нашему миру, но потом выяснилось, что свернуть лишние измерения можно примерно... $10^{500}$ способами. Непонятно, как из такого невообразимого множества обоснованно выбрать один-единственный вариант.

Когда обнаружилась эта проблема, один из ведущих специалистов по теории струн, Джозеф Полчински, бывший до этого ярым противником антропного принципа, неожиданно пересмотрел свои взгляды и поддержал идею Мультиверса. Он полагает, что должны существовать все варианты свертки лишних измерений, и каждому соответствует вселенная со своим набором физических законов. Лишь в ничтожной доле этих миров, возможно, в одном на $10^{100}$, может зародиться разум, но этого все равно достаточно для антропной аргументации.

И все же ненаблюдаемость других вселенных всерьез ставила под вопрос научность антропного принципа. Если сравнить новую концепцию множественности миров с идеями Джордано Бруно, то преимущество будет не на стороне Мультиверса. Ведь другие звезды, о которых говорил Бруно, были по крайней мере видны на небе, а возможность получить сигнал из другой вселенной исключена в принципе.

Поразительно, но полная ненаблюдаемость других вселенных не помешала предложить способ проверки гипотезы Мультиверса. Александр Виленкин взял за основу выдвинутый им принцип заурядности, или обобщенный вариант принципа Коперника: если человечество - лишь одна из цивилизаций бесконечного Мультиверса, то наше положение случайно, но лишь в той мере, в которой развитие жизни вероятно в том или ином месте. Среди немногих сочетаний фундаментальных постоянных, допускающих появление наблюдателей, не все равноценны. При «пограничных» значениях вероятность возникновения разумных существ будет низка. Для конкретной теории Мультиверса можно построить распределение вероятностей, выделяющее наиболее благоприятные для жизни значения фундаментальных постоянных с длинными «хвостами», где существование высокоразвитой жизни возможно, но маловероятно.

Измерить фундаментальные постоянные мы можем только в одной - нашей Вселенной, но если Мультиверс действительно существует, то полученные значения, согласно принципу заурядности, с высокой вероятностью окажутся в зоне, наиболее благоприятной для жизни. Напротив, если Вселенная единственна, а ее параметры безальтернативно определены некой окончательной физической теорией, то вряд ли они попадут в небольшую зону максимального благоприятствования для жизни (хотя, конечно, они должны быть в области, принципиально допускающей жизнь, раз уж она существует). Таким образом, мы получаем пусть и не очень надежный, но все-таки экспериментальный метод отличить Мультиверс от единственной уникальной Вселенной. И этот метод уже был применен.

На чьей стороне темная энергия?

В 1917 году Альберт Эйнштейн обнаружил, что уравнения его новой теории тяготения предсказывают гравитационный коллапс Вселенной. Чтобы предотвратить его, он ввел в них поправочный параметр, который стал известен как космологическая постоянная. В последнее время ее отождествляют с плотностью темной энергии, воздействие которой приводит к универсальному отталкиванию любых материальных объектов, находящихся на большом расстоянии друг от друга.

Одна из фундаментальных постоянных, определяющих эволюцию Вселенной. Чем больше ее значение, тем сильнее отталкивание и тем труднее материи сгущаться и образовывать какие-либо структуры. К сожалению, природа темной энергии пока неизвестна, и теоретически предсказать ее значение не удается. Точнее, квантовая теория дает сразу два предсказания: либо строго нулевое значение, либо колоссальная величина порядка $10^{94}$ г/см 3 , при которой даже ядра атомов в мгновение ока разрываются на части. Возможно, именно такова была причина Большого взрыва, но в современной Вселенной плотность темной энергии явно не столь велика. Поэтому до конца прошлого века многие физики были убеждены, что она в точности равна нулю.

Тем не менее нобелевский лауреат космолог Стивен Вайнберг все же оценил диапазон ее значений, еще совместимых с существованием жизни. Оказалось, что если бы плотность темной энергии в 100 раз превышала современную плотность обычной материи, в нашей Вселенной не образовались бы галактики - газ, из которого они формируются, просто раскидало бы по пространству. А без галактик не было бы ни звезд, ни планет, ни жизни. Достаточно много галактик получается только при плотности темной энергии еще на порядок ниже, а дальнейшее ее снижение уже почти ни на что не влияет. Это и есть благоприятный для жизни диапазон значений космологической постоянной: от нуля до величины на порядок выше нынешней средней плотности обычной материи во Вселенной. Если верна теория Мультиверса, космологическая постоянная, скорее всего, имеет произвольное значение в этом диапазоне и вряд ли будет очень мала. В противном случае, как следует из современной физики элементарных частиц, она должна быть нулевой.

Момент истины настал на рубеже веков, когда разными методами была наконец измерена космологическая постоянная. Она оказалась вдвое выше плотности прочей материи, то есть как раз в том диапазоне, который следовал из теории Мультиверса. Таким образом, антропный принцип получил пусть и не очень сильное, но все же экспериментальное подтверждение. Конечно, не исключено, что это значение удастся вывести из некой будущей фундаментальной физической теории, но пока счет все же в пользу Мультиверса.

Вопреки своим собственным убеждениям, ученые пришли к телеологическому взгляду на Вселенную. Если спросить современных людей о месте человечества о Вселенной, они, вероятнее всего, поддержат мнение Карла Сагана, который сказал: «Мы живем на ничтожной пылинке, крутящейся возле ординарной звезды в дальнем углу малозаметной галактики». То есть, в космических масштабах человечество не представляет собой нечто необычное, это лишь один из бесчисленных примеров внеземного распространения разума во Вселенной.

Этот взгляд отражает понимание важных успехов науки, которые показывают, что Вселенная огромна и везде примерно одинакова. Но было время, когда астрономы считали Землю центром Вселенной, да и человечество рассматривалось как нечто чрезвычайно важное с космической точки зрения. Когда Коперник опроверг это утверждение, мы стали не более чем заурядными.

Сегодня идею об обыкновенности человека иногда называют показателем заурядности самого Коперника.

Как исследователь-астрофизик я могу без преувеличения сказать, что не проходит и дня, чтобы я не поражался невероятной объяснительной силе современной науки. Но я также учился быть открытым миру таким, каким он себя представляет, а не таким, каким бы мне хотелось его видеть. Поэтому стоит обратить внимание на два недавних открытия, вследствие которых наше место во Вселенной теперь нуждается в пересмотре. Возможно, на самом деле мы не такие уж и обычные.

Разумная жизнь может быть результатом астрономически маловероятной последовательности событий.

Идея о том, что разумная жизнь может быть обычным явлением во Вселенной, имеет древние корни. Богослова и естествоиспытателя эпохи Возрождения Джордано Бруно сожгли на костре, в частности, за это утверждение. Сто восемьдесят один год назад газета The New York Sun даже опубликовала изображения развлекающихся обитателей Луны. В 1908 году Персиваль Лоуэлл (Percival Lowell), знаменитый своими исследованиями марсианских каналов, писал: «Из всего, что мы узнали о структуре жизни с одной стороны и ее распространении с другой, можно сказать, что она такой же неизбежный этап планетарной эволюции, как кварц, полевой шпат или азотосодержащие почвы. Каждый из них и все они — лишь проявления химического сродства». Сегодня мы, конечно, знаем, что на Марсе нет ни каналов, ни инопланетян. С чисто научной точки зрения, недавние книги и научные публикации показали, что только для возникновения жизни на планете должны быть более чем благоприятные условия, и уж тем более для ее эволюции и выживания с целью развития интеллекта. В относительно стабильных условиях это займет как минимум миллиарды лет. Любая гипотетически обитаемая планета должна по крайней мере находиться в стабильной орбитальной системе вокруг звезды, которая не погибнет в ближайшее время и не является источником вредного рентгеновского излучения. Многочисленные эволюционные биологи, пишущие о на удивление условном характере эволюции человечества, добавили к этому биологическое предостережение: даже на Земле при возможном повторении процесса эволюции разумные существа вряд ли появились бы снова. Таким образом, хотя процессы, происходящие во Вселенной более или менее похожи друг на друга, некоторые события могут произойти с меньшей долей вероятности, чем другие. Пока мы не узнаем больше, нужно признать, что эволюция разумной жизни могла быть результатом астрономически маловероятной последовательности событий.

Многие мои коллеги с энтузиазмом относятся к поискам внеземного разума. Но существует ряд нерушимых физических реалий, обличающих эту теорию, в частности конечная скорость света. Неважно, существуют ли инопланетяне в далеких уголках космоса — они либо есть, либо их нет. Важно то, сможем ли мы с ними общаться. А пока можно только гадать. В той соседней с нами части космоса, которую мы сможем исследовать в следующую тысячу лет (для нас это долго, а в масштабах Вселенной — всего лишь мгновение), осталось всего несколько миллионов звезд. Я поддерживаю поиски внеземного разума. Но если шансов на его появление, развитие и выживание всего один на миллион, то найти его где-либо по соседству вряд ли удастся.

Теперь новость: астрономы с помощью телескопа НАСА «Кеплер» и других средств нашли уже более трех тысяч экзопланет и даже определили размер и массу многих из них. Эти открытия стали поразительным достижением, но не удивили ни меня, ни моих коллег. В конце концов, этого мы и ожидали. Удивительным стало то, что, вопреки нашим предположениям, далеко не все они походят на Солнечную систему. Собственно, экзотическое разнообразие экзопланет стало одним из самых удивительных открытий. Среди новых планет есть такие, чей размер практически совпадает с размером Земли, и находятся они в «зонах обитаемости» (зона обитаемости — это диапазон расстояний от звезды, где вода, которая считается необходимым для жизни элементом, может оставаться в жидком состоянии). Что захватывает еще больше, статистика на данный момент предполагает, что таких планет может быть много. Но аналогичные размеры еще не означают полного сходства. Венера и Марс, например, одного с Землей размера и находятся в обитаемой зоне. Кроме того, большинство известных в настоящее время экзопланет размером с Землю вращаются вокруг звезд, которые не просто не похожи на Солнце, но и не особенно благоприятны для развития жизни. Один из таких примеров — ближайшая к нам звезда Проксима Центавра. Сильные ветра и рентгеновское излучение, которое она испускает, вероятно, подавляют зарождение жизни на недавно обнаруженной небольшой планете, вращающейся вокруг этой звезды и совершающей полный оборот за 11,2 дня.

Открытие экзопланет не повысило шансы найти инопланетные цивилизации. Из-за того, что слишком многие из известных экзопланет оказались гораздо сложнее, чем представлялось ранее, и более неоднозначными с точки зрения условий, кажущихся губительными для возникновения жизни, все и так не более чем приблизительные оценки шансов зарождения разума продолжают сокращаться. По существу, может быть, мы давно одни, и нам не с кем поговорить.

Мы должны воспринимать друг друга как бесценных созданий, которыми мы и являемся.

Если мы уже тысячи или десятки тысяч лет одиноки (по крайней мере, по имеющимся у нас сведениям), то мы, скорее всего, не так уж обыкновенны в масштабах Вселенной. Представителей разумной жизни может быть очень мало. Стивен Хокинг озвучил мнение многих моих коллег: «Мне трудно поверить в то, что целая Вселенная существует на наше благо». Он говорил правильно: это его убеждение, его личное ощущение, частично основанное на вере в то, что мы — самые что ни на есть обычные — эдакий «химический мусор». У меня тоже есть свои убеждения, но сейчас не об этом. Все наблюдения согласуются с идеей о том, что человечество может и не быть заурядным. Мы вряд ли это выясним в течение ближайших тысячелетий, так что этот вывод надолго останется вполне реальной возможностью. Я называю это «мизантропным принципом».

Второе потрясающее открытие получило название «антропного принципа». Законы Вселенной включают собственные значения, такие, как четыре силы природы, скорость света, постоянная Планка, масса электронов или протонов и другие. Ни я, ни мои коллеги физики не знаем, почему были выбраны именно эти величины. Ими могло быть что угодно! Но мы знаем, что если бы эти величины отличались хотя бы на несколько процентов, нас бы здесь не было. Не смогли бы, например, существовать атомы углерода, или Солнце прожило бы не миллиарды, а только миллионы лет. Жизнь, и даже гораздо менее разумная, не смогла бы существовать. Наиболее яркий пример точности — параметры большого взрыва, в ходе которого даже бесконечно малое изменение, как предполагается, могло сделать развитие жизни невозможным. Этот примечательный пример тонкой настройки Вселенной тщательно рассматривался десятилетиями. Барроу (Barrow) и Типлер (Tipler) в своей исчерпывающей книге «Антропный космологический принцип» (The Anthropic Cosmological Principle) подробно описали эти «совпадения». То, что Вселенная, похоже, фантастически тонко настроена для существования разумной жизни, не особенно оспаривается, и это второе доказательство, кладущее конец принципу заурядности (принципу Коперника). Но почему же Вселенная столь совершенна, спросите вы?

Хороший вопрос. Есть пока только три научных ответа. Первый — слепая удача. Второй — его предложили и защищали мои коллеги-теоретики — мультивселенная: бесконечное количество вселенных, охватывающих все логические возможности. Мы просто живем в одной из них. Третий ответ касается вопросов философии и связан с квантовой механикой. (Если вы изучали любой современный курс физики, вам, должно бы, знакома эта точка зрения). Материя состоит из волновых функций вероятности, которые становятся «реальными сущностями», только когда их оценивает сознательный наблюдатель. Пионер квантовой механики Джон Уилер (John Wheeler) — один из нескольких мыслителей, которых необычная природа Вселенной натолкнула на мысль, что ей пришлось создать сознательных существ для того, чтобы стать реальной.

Признаться, я не фанат какого-либо из этих ответов. Они похожи на отговорку, а мне как физику, обученному отдавать предпочтение простым решениям, предположение о множественной Вселенной кажется неоправданным. Квантово-механический путь возможен, но неприятно загадочен. И все же в квантовой механике до сих пор немало тайн, так что из всех трех вариантов потенциал есть именно у него, тем более что текущие квантовые исследования обречены на успех еще при нашей жизни.

Суть заключается в том, что если какой-то процесс — возможно, квантовая механика, но, может, и что-то еще — подталкивает Вселенную к созданию разумной жизни, то мы, люди, оказываемся иллюстрациями телеологической точки зрения. Она предполагает, что мы наделены какой-то космической ролью. Я надеюсь, это будет для вас таким же откровением, каким стало для меня, когда я в первый раз читал работу Уилера. Сегодня она стала еще более актуальной, так как мы все больше узнаем об экзопланетах и тонкой настройке Вселенной. Свои пять копеек также вставляют и современные философы, такие как Томас Нагель (Thomas Nagel), который в своей книге 2012-го года «Разум и космос» (Mind and Cosmos) высказывается следующим образом: «Мы не нашли жизнь нигде, кроме Земли, но более значительного с космологической точки зрения естественного факта не существует».

Я ученый-экспериментатор, потому что люблю познавать мир и его зачастую удивительные и неожиданные черты. Я думаю, хорошим советом будет не строить слишком много догадок. А предположение о том, что человек обычное явление, — это догадка. Предполагать нашу исключительность — дело, конечно, другое. Вместо этого мы должны учиться у природы и мыслить широко. Я думаю, самый простой вывод заключается в том, что человечество не ординарно и имеет некую значительную космическую роль. Существует ряд этических вопросов, которые необходимо рассмотреть, и религия может внести весомый вклад в обсуждение этой темы. Мы должны воспринимать друг друга как бесценных созданий, какими мы и являемся, и заботиться о нашем исключительном космическом доме — Земле. Может быть, современная наука и спровоцировала эту переоценку, но ее решение потребует лучших из наших человеческих качеств.

Говард Алан Смит — старший астрофизик Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и лектор в Гарварде, где заслужил признание за свой высокий уровень преподавания. Автор более 350 научных работ и книги «Да будет свет. Современная космология и каббала, новая беседа между наукой и религией» (Let There Be Light: Modern Cosmology and Kabbalah, a New Conversation between Science and Religion). До прихода в Гарвард был главным астрономом Национального музея авиации и космонавтики, а также приглашенным специалистом в области астрофизики в штаб-квартире НАСА.