Тайны мозга. Почему мы во все верим
Шрифт:
2. Идея вселенной, точно настроенной для нас, – проблема космического шовинизма, более помпезного варианта того, что Карл Саган назвал «углеродным шовинизмом», или же веры, что основой жизни может быть только углерод. Отвергая космический шовинизм, мы видим, что в действительности не вселенная точно настроена на нас, а мы точно настроены на нее. Нам трудно уразуметь, каким образом различные физические явления способны порождать разные формы жизни, и тем не менее это возможно. Наука изучает природу жизни на протяжении всего четырех столетий, а эволюции понадобилось четыре миллиарда лет, чтобы создать жизнь. Эволюция умнее науки. С нашей стороны было бы чрезмерным упрощением утверждение, будто мы знаем наверняка, что при другом наборе законов жизнь не смогла бы эволюционировать.
3. Такие числа, как скорость света и постоянная Планка, на одном уровне являются произвольными числами, которые можно выбирать таким образом, чтобы в их отношениях с другими константами не было ничего случайного или загадочного. Кроме того, такие постоянные могут быть непостоянными в значительных промежутках времени, от Большого взрыва до настоящего, в итоге вселенная оказывается точно настроенной только в настоящем, но не раньше и не позже в своей истории. Физики Джон Барроу и Джон Уэбб называют такие числа непостоянными константами; они доказали, что скорость света, гравитация
385
Джон Барроу и Джон Уэбб, «Непостоянные константы» (John Barrow and John Webb, “Inconstant Constants”, Scientific American, June 2005), 57–63.
4. Возможно, шесть магических чисел опираются на основополагающий принцип, который еще только предстоит узнать, когда будет открыта и выстроена теория Великого объединения. Вместо шести загадочных чисел появится только одно. А пока у нас нет всеобъемлющей теории физики, объединяющей квантовый мир субатомных частиц с космическим миром общей теории относительности, мы еще недостаточно знаем о природе нашей вселенной, чтобы совершать скачки за пределы этой природы. Космолог из Калтеха Шон Кэрролл отмечает:
Возможно, общая теория относительности не является корректной теорией гравитации, по крайней мере, в контексте очень ранней вселенной. Большинство физиков полагает, что квантовая теория гравитации, объединяющая каркас квантовой механики с идеями Эйнштейна насчет искривления пространства, потребуется в итоге, чтобы понять, что же все-таки произошло на заре времен. Так что если кто-нибудь спросит вас, что же на самом деле произошло в момент предполагаемого Большого взрыва, возможен лишь один честный ответ: «Я не знаю». [386]
386
Шон Кэрролл, «От вечности до наших дней: поиски исчерпывающей теории времени» (Sean Carroll, From Eternity to Here: The Quest for the Ultimate Theory of Time, New York: Dutton/Penguin, 2010), 50.
Самой теории Великого объединения всего понадобятся объяснения, но она может быть объяснена с помощью какой-нибудь другой теории, которую нам еще только предстоит постичь, преодолевая невежество настоящего момента на историческом пути науки.
5. Как историк науки, я почти уверен в том, что в астрономии и космологии еще предстоит открыть более масштабные перспективы, которые в корне изменят характер проблемы – от объяснения природы и происхождения вселенной до каких-либо совершенно иных явлений. Вспомним, как менялись наши представления о космосе в последнее тысячелетие: в Древнем Вавилоне центром космоса считалась Земля, вокруг которой вращалось звездное небо, эти взгляды были заимствованы евреями и укрепились благодаря аристотелевской модели неподвижной земли. В Средние века Землю помещали в центр мироздания, а звезды и планеты вращались вокруг нее, перемещаясь по хрустальному своду. В XVI веке революция, которую произвел Коперник, привела Землю в движение и отдалила звезды, в XVIII веке Уильям Гершель предположил, что размытые пятна на небе – это «острова вселенной», в ХХ веке Эдвин Хаббл выяснил, что эти туманности – вовсе не галактика Млечный Путь, а галактики гигантских размеров, удаленные и расширяющиеся со времен Большого взрыва. И наконец, в XXI веке выяснилось, что вселенная расширяется с ускорением. Что же дальше?
6. На основании истории астрономии и других цепочек свидетельств и логики я хотел бы привести доводы в пользу мультиверса, или мультивселенной, в которой наша вселенная, родившаяся в результате Большого взрыва, расширяющаяся постоянно и, скорее всего, обреченная исчезнуть, – всего лишь один из множества пузырьков-вселенных с разными законами природы. [387] Вселенные с шестью магическими числами порождают материю, которая образует звезды, некоторые из них коллапсируют в черные дыры и сингулярность, как, возможно, в момент возникновения нашей вселенной. Таким образом, вселенные, подобные нашей, порождают молодые вселенные с теми же шестью числами, и в некоторых из них развивается разумная жизнь, смышленая настолько, чтобы открыть этот дарвиновский процесс космической эволюции. Мультиверс, содержащий множество вселенной, укладывается в эту историческую траекторию расширяющихся космических горизонтов и подкрепляет давний принцип Коперника, согласно которому мы – не что иное как исполнители эпизодических ролей на планетарной сцене.
387
Мартин Дж. Рис, «До начала: наша вселенная и другие» (Martin J. Rees, Before the Beginning: Our Universe and Others, New York: Perseus Books, 1998); Рис, «Наше космическое место обитания» (Rees, Our Cosmic Habitat, Princeton, N. J.: Princeton University Press, 2004); Рис, «Исследование нашей и других вселенных» (Rees, “Exploring Our Universe and Others”, Scientific American, December 1999); Джон Лесли, «Вселенные» (John Leslie, Universes, London: Routledge, 1989).
Разумеется, к гипотезе мультивселенной нам следует применять правила науки и скептицизма так же усердно, как к любой другой. Есть ли у нас достаточные основания верить в мультиверс? Есть, модели разнообразны, и в соответствии с приведенным выше паттерном нумерации, я разделю их на шесть типов:
1. Вечно возвращающийся мультиверс. Мультивселенная такого типа возникает из вечного цикла «бум-спад» расширения и сокращения вселенной, причем наша вселенная представляет собой всего один «эпизод» окончательного коллапса этого пузырька и нового расширения в вечном цикле. Космолог Шон Кэрролл утверждает, что «пространство и время существовали еще до Большого взрыва; то, что мы называем взрывом, на самом деле нечто вроде перехода от одного этапа к другому». По сути дела, как он говорит, «начального состояния не существует, потому что время вечно. В данном случае мы представляем себе, что Большой взрыв вовсе не начало всей вселенной, хотя он, очевидно, является важным событием в истории наших ближайших окрестностей». [388] Этот мультиверс кажется маловероятным, поскольку все имеющиеся на данный момент свидетельства говорят о том, что наша вселенная не только продолжает расширяться, но и делает это с ускорением.
388
Кэрролл, «От вечности до наших дней», 51, 64.
389
Пауль Й. Штайнхардт и Нил Турок, «Циклическая модель вселенной» (Paul J. Steinhardt and Neil Turok, “A Cyclic Model of the Universe”, Science 296, no. 5672, May 2002), 1436–1439.
2. Мультиверс с множественными творениями. В теории инфляционной космологии вселенная внезапно возникла при нуклеации пузырька пространства-времени, и если этот процесс создания вселенной является естественным, тогда возможны множественные нуклеации, дающие начало многим вселенным, которые расширяются, но остаются обособленными и между ними не происходит никаких каузальных контактов. Но если такие каузально не связанные вселенные существуют, значит, нет способа получить информацию из них, следовательно, эта природа органически неподтверждаема, то есть она ничем не лучше гипотетического антропного принципа. [390]
390
Алан Гут, «Инфляционная вселенная: возможное решение проблем горизонта и плоскости» (Alan Guth, “The Inflationary Universe: A Possible Solution to the Horizon and Flatness Problems”, Physical Review D 23, no. 2, 1981), 347; Гут, «Инфляционная вселенная: поиск новой теории истоков космоса» (Guth, The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins, Boston: Addison-Wesley, 1997); Андрей Линде, «Самовоспроизводящаяся инфляционная вселенная» (Andrei Linde, “The Self-Reproducing Inflationary Universe”, Scientific American, November 1991), 48–55; Линде, «Нынешние представления об инфляции» (Linde, “Current Understanding of Inflation”, New Astronomy Reviews 49, 2005), 35–41; Алекс Виленкин, «Много миров в одном: поиск других вселенных» (Alex Vilenkin, Many Worlds in One: The Search for Other Universes, New York: Hill and Wang, 2006).
3. Многомировой мультиверс. Мультиверс этого типа – следствие «многомировой» интерпретации квантовой механики, в которой существует бесконечное количество вселенных, где всевозможные результаты всевозможных действий, какие только были или будут допустимы, произошли в одной из них. В основе этого мультиверса лежат странные результаты знаменитого эксперимента с двумя щелями, в котором свет проходит через две узкие щели и образует интерференционный рисунок на задней поверхности (это как бросить два камня в пруд и увидеть, как пересекаются концентрически расходящиеся волны, а их впадины и гребни складываются и вычитаются друг из друга). Странности начинаются, если посылать через эти две щели единичные фотоны света по одному: они все равно образуют интерференционный рисунок волн, хотя и не взаимодействуют с другими фотонами. Как такое может быть? Один из ответов заключается в том, что фотоны взаимодействуют с фотонами в других вселенных! В мультиверсе такого типа, иногда называемом «параллельными вселенными», можно встретить своего двойника, и в зависимости от того, в какую вселенную попадешь, твое «параллельное я» будет довольно похожим на тебя или совсем не похожим. Этот сюжет породил немало научной фантастики. На мой взгляд, этот вариант мультиверса не выдерживает «проверку на вшивость». Мысль о существовании множественных версий меня и вас где-то там (а в модели бесконечного мультиверса количество нас может быть бесконечным) просто выглядит prima facie абсурдным и даже менее вероятным, чем теистическая альтернатива.
4. Мультиверс многомерной теории струн. Многомерный мультиверс может появиться, когда трехмерная «брана» (подобная мембране структура, на которой существует наша вселенная) движется сквозь пространство высших измерений и сталкивается с другой браной, в результате чего активизируется процесс создания еще одной вселенной. [391] Существование родственного мультиверса выводится из теории струн, которая по меньшей мере при одном способе расчета дает 10500 возможных миров, и в каждом из них свои последовательные законы и константы. [392] Это количество возможных вселенных – единица, а за ней 500 нулей (напомню, что единица с 12 нулями – уже триллион!). Если так, было бы удивительно, если бы во множестве таких миров не нашлось разумной жизни. Виктор Стенджер создал компьютерную модель, которая позволяет проанализировать, какими были бы всего 100 разных вселенных при константах, отличных от наших и варьирующихся на пять порядков в большую и меньшую сторону. Стенджер обнаружил, что звезды, живущие как минимум миллиард лет, необходимый для образования животворных тяжелых элементов, возникли бы при широком разбросе параметров по меньшей мере в половине вселенных в его модели. [393]
391
Джастин Хоури, Берт Э. Оврут, Пауль Й. Штайнхардт и Нил Турок, «Возмущения плотности в экпиротическом сценарии» (Justin Khoury, “Burn A. Ovrut, Paul J. Steinhardt, and Neil Turok, Density Perturbations in the Ekpyrotic Scenario”, Physical Review D 66, no. 4, 2002): 046005; Джеремайя П. Острикер и Пауль Штайнхардт, «Квинтэссенция вселенной» (Jeremiah P. Ostriker and Paul Steinhardt, “The Quintessential Universe”, Scientific American, January 2001), 46–53.
392
Рафаэль Буссо и Джозеф Полчински, «Ландшафт струнной теории» (Raphael Bousso and Joseph Polchinski, “The String Theory Landscape”, Scientific American, September 2004).
393
Виктор Стенджер, «Квант подсознания: метафизика в современной физике и космологии» (Victor Stenger, The Unconscious Quantum: Metaphysics in Modern Physics and Cosmology, Buffalo, N. Y.: Prometheus, 1995); Стенджер, «Действительно ли вселенная точно настроена для нас?» (Stenger, “Is the Universe Fine-Tuned for Us?”, in Why Intelligent Design Fails: A Scientific Critique of the New Creationism, ed. Matt Young and Taner Edis, New Brunswick, N. J.: Rutgers University Press, 2004).