Нераскрытые тайны природы. Расширяющий кругозор экскурс в историю Вселенной с загадочными Большими Взрывами, частицами-волнами и запутанными явлениями, не нашедшими пока своего объяснения

Малоун Джон

При этом интересно, что Уилер получил целый ряд теоретических результатов, приводящих к одному из вариантов идеи множественности существующих миров. В соответствии с его расчетами Вселенная (точнее, любая вселенная) расширяется лишь до некоторой степени, после чего она начинает сжиматься. Сжатие продолжается до тех пор, пока плотность и температура не станут бесконечно высокими, в результате чего с неизбежностью происходит новый Большой Взрыв. Однако каждая из вселенных, возникающих и погибающих в этом бесконечном циклическом процессе, отличается от предшествующей. Даже если ничтожное количество субатомных частиц в новой вселенной ведет себя иначе, нежели в предшествующей вселенной, всё в новой вселенной будет хотя бы немного отличаться от предыдущей и в конце концов окажется совершенно иным. Например, в одной из этих вселенных могут отсутствовать законы гравитации Ньютона

или теории относительности Эйнштейна. В упоминавшейся выше книге «Тайная мелодия» Трин Хуан Туан пишет: «Большая часть таких циклов не создаст условий для развития разумных форм жизни. Возможно, требуемые условия случайно возникнут в каких-то из них… Безумное размножение вселенных у Эверетта Уилер заменил их бесконечной сменой, однако глобальная идея остается прежней — существует бесконечное число вселенных, в которых случайным образом изменяются физические константы, начальные условия и даже сами законы природы. Более того, все вселенные оказываются полностью изолированными друг от друга». В книге Туана, написанной в середине 1990-х годов, также подчеркивается, что научное обоснование циклической теории Уилера по некоторым причинам выглядит «более слабым», чем в исходной теории Эверетта о делящихся вселенных. Прежде всего не существует доказательств того, что количество вещества во вселенной достаточно для протекания циклов расширения и коллапса. Этот довод приобретает особую важность в свете последних открытий астрофизики, свидетельствующих о том, что вселенная будет расширяться вечно.

^{Джон Арчибальд Уилер, один из разработчиков американской водородной бомбы. Дж. Уилер придумал термин «черная дыра» и выдвинул теорию циклического расширения и сжатия вселенной. Учет квантовых свойств в таких масштабах приводит к тому, что каждый Большой Взрыв порождает вселенную с новыми физическими законами. (Предоставлено Американским институтом физики. Архив Эмилио Сегре.)}

Для некоторых космологов более приемлема концепция множественных миров, предложенная Стивеном Хокингом. Астрофизик Митио Каку в книге «Hyperspace» («Гиперпространство») (1994) [1] пишет, что Хокинг работает «скорее как специалист по классической теории относительности, а не как физик-теоретик, занимающийся квантовой механикой» (другими словами, вначале Хокинга вдохновляли идеи Эйнштейна, а не принцип неопределенности Гейзенберга). Однако через несколько лет он приходит к выводу, что основой «теории великого объединения» (так иногда называют гипотетическую теорию, которая будет включать в себя квантовую физику, теории Эйнштейна и законы Ньютона) может служить только квантовая теория.

Центральным понятием квантовой механики является волновая функция, включающая полный набор возможных состояний данной системы. Хокинг предложил рассматривать всю Вселенную в качестве одной квантовой системы с бесконечным набором возможных состояний, т. е. ввести волновую функцию Вселенной, содержащую бесконечное множество возможных вселенных. Такая волновая функция, по-видимому, должна представлять собой частный случай по отношению к нашей Вселенной (иначе мы просто не могли бы рассуждать о ее свойствах и играть роль ее наблюдателей), в то время как все остальные вселенные должны быть, образно говоря, «мертвыми». Конечно, существует возможность того, что среди бесконечного набора возможных состояний волновой функции существует и другая выделенная вселенная (возможно, даже более предпочтительная, чем наша), где значительно превосходящие нас по интеллекту существа уже давно решили задачи, над которыми мы ломаем голову.

Число вселенных в модели Хокинга бесконечно (как и число делящихся вселенных у Эверетта), однако многим физикам подход Хокинга нравится больше, поскольку его вселенные не входят в состав друг друга, а четко разделяются, занимая дискретные участки, или «пузырьки», пространства. В то же время модель Эверетта пугает тем, что каждое наше действие создает новые вселенные, в результате чего мы и сами расщепляемся между различными альтернативами. Некоторые из этих расщепляющихся вселенных могут не содержать автора этой книги, другие — ее читателей, а в некоторых вселенных отсутствуют и физики, размышляющие над данной проблемой. Представьте себе ситуацию, когда после расщепления Вы попадаете во вселенную, где Вас тут же сбивает машина с пьяным водителем за рулем (в предшествующей вселенной он просто промчался бы мимо Вас).

Существует, впрочем, еще одна причина, по которой концепция

расщепляющихся вселенных Эверетта вызывает раздражение не только у физиков, но и практически у всех людей независимо от их занятий (включая водопроводчиков, банковских служащих и т. п.). Дело в том, что эта концепция уничтожает понятие о свободе воли. Действительно, в теории Эверетта совершенно неважно, что делает человек, поскольку всегда существует другая вселенная, в которой он делает что-то совсем другое. Число вселенных в модели бесконечно велико, и в них осуществляются все мыслимые (и немыслимые!) поступки и события. Такое положение полностью уничтожает моральный аспект нашего поведения, как, впрочем, и представление о добре и зле вообще. Забавно, что в этой ситуации физики могут чувствовать себя особо обделенными, поскольку, строго говоря, целью их жизни и творчества является именно полное и точное описание поведения вселенной, а оно в данной модели вообще не имеет никакого смысла.

С другой стороны, теория расщепляющихся вселенных может показаться привлекательной людям, недовольным своей жизнью. Наверняка любому человеку будет приятна мысль о других вселенных, в которых он, например, женился на девушке своей мечты (в нашей Вселенной она почему-то предпочла выйти за какого-то жулика!), стал знаменитым врачом (по каким-то причинам в нашей Вселенной его выгнали из медицинского колледжа за неуспеваемость!) или автором бестселлеров (в нашей Вселенной отвергнутые издателями рукописи ему приходится складывать на чердаке!) и т. д. Где-то, в каких-то абстрактных вселенных Вам удались все поступки, Вы забили решающий гол в важном матче, уловили чью-то улыбку и раздобыли деньги в очень нужный момент. Короче говоря, где-то и в какой-то жизни Вам удалось всё! Впрочем, в модели Эверетта не стоит радоваться этим возможностям, поскольку во всех вариантах жизнь продолжает изменяться, превращаясь в следующий же момент или день в некий кошмар (даже в той самой, альтернативной вселенной!).

До сих пор мы имели дело с теориями множественности миров, разработанными многими выдающимися учеными современности. В их основе лежали строгие математические уравнения, к которым физики относились вполне серьезно даже в тех случаях, когда им не нравились полученные выводы. Это расщепляющие вселенные Эверета, вселенная из пузырьков или «пены» Хокинга, и бесконечные циклы расширения, сжатия и возрождения вселенных Уилера в результате новых Больших Взрывов, приводящих к полному обновлению. Однако существует и еще один тип множественных вселенных, который никому не удалось описать математически, но и не удалось полностью исключить, исходя из принципов квантовой механики.

В 1930-х годах писатель-фантаст Генри Хассе написал рассказ «Тот, кто сокращается», имевший большое влияние на молодого Айзека Азимова, который позднее включил этот рассказ в свою антологию фантастики «До Золотого века». Его сюжет построен на том, что ученый, занимающийся исследованием молекулярных структур, изобретает состав, позволяющий уменьшить размеры человека до молекулярного уровня, а затем заставляет своего помощника испытать действие состава. Эту часть рассказа нельзя воспринимать серьезно, она напоминает историю о напитке доктора Джекилла, однако затем Хассе придумал совершенно неожиданный сюжетный ход.

Далее повествование ведется от имени самого помощника, который продолжал уменьшаться в размерах, бесконечно переходя из одной вселенной в другую. После приключений, соответствующих целым эпохам в причудливых мирах, путешественник вдруг обнаруживает себя в нашей Солнечной системе. Он попадает на Землю вблизи озера Эри в виде гиганта, чем страшно пугает жителей Кливленда. Сократившись до нормальных размеров, он разыскивает ученого-фантаста, гипнотизирует его и рассказывает ему свою невероятную историю. Ученый в состоянии транса записывает все эти немыслимые приключения, но, вернувшись в нормальное состояние, видит, что его посетитель уменьшается в размерах и исчезает с того самого листа бумаги, где записан рассказ.

С литературной точки зрения интересно, что Хассе удалось (не формулируя общую идею явно) выразить довольно сложную идею, заключающуюся в том, что наш мир (наша Галактика и, если угодно, даже наша Вселенная) может представлять собой некие «молекулы» других, возможно, более сложных вселенных. Образно говоря, песчинки на берегу озера Эри могут содержать в себе (в весьма сложном смысле!) все известные нам вселенные. При этом несчастный герой рассказа Г. Хассе, выступающий в качестве некоего абстрактного «центра мироздания», продолжает уменьшаться в размерах, переходя на все более «мелкие» уровни вселенной, каждый из которых, однако, продолжает сохранять в себе весь мыслимый Космос.