Голубая точка. Космическое будущее человечества - Карл Эдвард Саган

Например, универсальный ньютоновский закон гравитации указывает, что взаимная сила тяготения, притягивающая два тела друг к другу, обратно пропорциональна квадрату расстояния между этими телами. Стоит вам вдвое удалиться от центра Земли – и ваш вес составит всего четверть от вашего веса на Земле. Удалитесь от Земли в десять раз дальше – и у вас останется всего 1 % от вашего обычного веса и т. д. Именно благодаря этому закону обратных квадратов образовались такие изящные круговые и эллиптические орбиты, по которым планеты вращаются вокруг Солнца, а спутники – вокруг планет; кроме того, в соответствии с данным законом прокладываются точные траектории наших межпланетных станций. Если r – это расстояние между центрами двух масс, принято говорить, что сила тяготения изменяется по формуле 1/r2.

Но если бы показатель степени был иным – скажем, если бы закон тяготения описывался формулой 1/r4, а не 1/r2, – то орбиты бы не замыкались; после миллиардов оборотов планеты по спирали скатывались бы к Солнцу и исчезали в его пылающих глубинах либо по спирали улетали бы прочь и терялись в межзвездном пространстве. Если бы Вселенная была создана с законом обратной четвертой степени вместо закона обратных квадратов, то вскоре в ней не осталось бы планет, которые могли бы населять живые существа.

Итак, с учетом всех возможных вариантов закона гравитационного притяжения как же нам настолько повезло жить во Вселенной, породившей именно такой закон, совместимый с жизнью? Во-первых, разумеется, нам просто «повезло», поскольку в противном случае нас бы тут не было и некому было бы задать такой вопрос. Нет ничего удивительного, что пытливые существа, развивающиеся на планетах, могут обитать лишь во вселенных, которые способны содержать планеты. Во-вторых, закон обратных квадратов – не единственный допускающий стабильное существование на протяжении миллиардов лет. Закон с любой степенью менее 1/r3 (например, 1/r2,99 или 1/r) будет удерживать планету на почти круговой орбите, даже если ее немного подтолкнуть. Мы склонны не замечать вероятности того, что могут быть и другие возможные законы Природы, не исключающие наличия жизни.

Но здесь есть и еще один момент: неслучайно сила гравитации регулируется именно законом обратных квадратов. Если понимать теорию Ньютона в контексте всеобъемлющей общей теории относительности, оказывается, что закон тяготения имеет степень 2, поскольку в нашем мире три измерения. Нельзя сказать, что Создатель мог свободно выбирать из всех доступных законов тяготения. Даже если бы у какого-нибудь великого бога была возможность поэкспериментировать с бесконечным количеством трехмерных вселенных, то закон тяготения в любом случае представлял бы собой закон обратных квадратов. Можно сказать, что ньютоновская гравитация – не случайное, а неизбежное свойство нашей Вселенной.

В общей теории относительности гравитация обусловлена размерностью и кривизной пространства. Говоря о гравитации, мы имеем в виду локальную рябь в пространстве-времени. Это ни в коем случае не очевидно и даже возмущает здравый смысл. Но если как следует разобраться в идеях тяготения и массы, оказывается, что это не отдельные понятия, а лишь варианты базовой геометрии пространствавремени.

Интересно, не применимо ли нечто подобное ко всем антропным гипотезам? Законы и физические константы, от которых зависит наша жизнь, оказываются элементами класса, возможно, даже очень широкого класса других законов и физических констант – но некоторые из этих элементов совместимы со своеобразной жизнью. Часто мы не прорабатываем возможностей, допускаемых другими вселенными (или не можем этого сделать). Кроме того, на выбор доступны не любые произвольные варианты законов природы или значения физических констант, даже если речь идет о выборе для творца вселенных. Наши представления о том, какие законы природы и физические константы участвуют в розыгрыше, в лучшем случае фрагментарны.

Более того, у нас нет доступа ни к одной из этих гипотетических альтернативных вселенных. Мы не располагаем экспериментальным методом, который позволил бы проверить антропные гипотезы. Даже если существование таких вселенных достоверно выводится из устоявшихся теорий – скажем, квантовой механики или гравитации, – мы не можем быть уверены в отсутствии иных, лучших теорий, не предусматривающих никаких альтернативных вселенных. Пока не придет время (если оно вообще придет), я считаю преждевременным верить в антропный принцип как аргумент в пользу центрального положения или уникальности человечества.

Наконец, даже если Вселенная была целенаправленно создана, чтобы обеспечить появление жизни и разума, бесчисленные миры могут быть населены другими существами. В таком случае антропоцентристы смогут утешиться тем, что мы обитаем в одной из немногих вселенных, пригодных для существования жизни и разума.

В формулировке антропного принципа есть некоторая ошеломляющая ограниченность. Да, наша жизнь совместима лишь с определенными законами природы и константами. Но, в принципе, те же законы и константы требуются, чтобы могли сформироваться камни. Почему бы тогда не говорить о Вселенной, спроектированной именно так, чтобы в ней однажды могли появиться камни, и не формулировать таким образом слабый и сильный вариант Литического[10] принципа? Думаю, если бы камни могли философствовать, то Литический принцип был бы одним из их интеллектуальных шедевров.

В настоящее время формулируются такие космологические модели, в которых даже вся Вселенная не считается чем-то особенным. Андрей Линде, ранее работавший в Физическом институте им. Лебедева в Москве, а в настоящее время являющийся сотрудником Стэнфордского университета, построил на базе современных трактовок сильных и слабых ядерных взаимодействий и квантовой физики новую космологическую модель. Линде полагает, что существует колоссальный Космос, значительно превосходящий по размеру нашу Вселенную и, возможно, бесконечно протяженный в пространстве и времени, а не ограниченный теми жалкими 14 млрд световых лет в радиусе и 14 млрд лет по возрасту, как Вселенная в нашем обычном понимании. В таком Космосе, как и здесь, существует своеобразная квантовая пена, в которой повсюду непрерывно образуются, видоизменяются и исчезают крошечные структуры – по размеру гораздо меньше электрона. В этом Космосе, как и здесь, флуктуации в абсолютно пустом пространстве порождают пары элементарных частиц – например, электрон и позитрон. Абсолютное большинство квантовых пузырьков, содержащихся в этой пене, остаются субмикроскопическими. Но считаные единицы из них претерпевают инфляцию, растут и достигают подлинно вселенских масштабов. Однако они находятся так далеко от нас – гораздо дальше, чем в 14 млрд световых лет, составляющих общепризнанные масштабы нашей Вселенной, – что, даже если они существуют, такие вселенные представляются совершенно недостижимыми и неощутимыми для нас.

Большинство из этих вселенных достигают максимального размера, а затем схлопываются, сжимаются до точки и навсегда исчезают. Другие могут колебаться. Третьи – беспредельно расширяться. В других вселенных будут иные законы природы. По Линде, мы обитаем в одной из таких вселенных – той, чья физика благоприятствует росту, инфляции, расширению, существованию галактик, звезд, миров, жизни. Нам кажется, что наша Вселенная уникальна, но она лишь одна из огромного – возможно, бесчисленного – количества не менее полноправных, независимых, изолированных вселенных. В некоторых из них может существовать жизнь, в других – нет. Согласно данной концепции, наблюдаемая Вселенная – это лишь новая заводь гораздо более огромного, бесконечно старого и совершенно недоступного для наблюдения Космоса. Если что-либо подобное верно, то нам будет отказано даже в остатках нашей изрядно поблекшей гордости – в том, что мы живем в единственной Вселенной[11].