Как работает вселенная. Введение в современную космологию - Сергей Парновский

Есть и астрономические аргументы. Например, благодаря оптимальному расстоянию до Солнца на Земле поддерживается средняя температура около 15 °C, комфортная для живых существ.

Правда, иногда в попытках найти проявления «тонкой подстройки» доходят до абсурда, утверждая, например, что угол наклона оси вращения Земли к плоскости ее орбиты также подобран тончайшим образом.

Рассмотрим более подробно несколько формулировок антропного принципа. В 1968 г. астрофизик Брэндон Картер проанализировал все эти совпадения, позволяющие жизни существовать, и выдвинул гипотезу, что все они представляют собой проявление некого общего так называемого антропного принципа. Наиболее известная его формулировка гласит: «То, что мы ожидаем наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего присутствия как наблюдателей». Он же впервые ввел этот термин в 1973 г. Тем не менее сам принцип уже существовал к этому моменту. Ранние формулировки принципа можно найти в книге А. Уоллеса, изданной в 1903 г. К примеру: «…такая большая и сложная Вселенная, как мы ее знаем, может быть абсолютно необходимой… чтобы создать мир, точно приспособленный во всех деталях для существования человека»[59].

Безусловно, «антропный принцип» – далеко не единственный термин для описания взаимодействия человека и Вселенной. Но даже сам антропный принцип существует в различных формулировках, существенно отличающихся друг от друга по сути: слабый и сильный антропные принципы и принцип самоотбора, сформулированные Картером, принцип целесообразности Розенталя, принцип соучастия Уилера, финальный антропный принцип Типлера и др. Приведем популярные формулировки антропного принципа.

Слабый антропный принцип. Наблюдаемые значения всех физических и космологических параметров не являются в равной степени вероятными, но принимают значения, ограниченные требованием существования мест, где может развиваться жизнь, и требованиями того, что Вселенная должна иметь достаточный для этого возраст. В классической формулировке Картера речь шла конкретно о жизни на углеродной основе, за что его сторонников обвиняют в «углеродном шовинизме». Иными словами, Вселенная, не допускающая существования жизни, принципиально ненаблюдаема. Слабую версию антропного принципа в исходной формулировке критикуют за то, что она не допускает существования иных форм жизни. Более того, диапазон констант, допускающих развитие углеродно-основанной жизни, может быть намного менее ограниченным, чем утверждается. Именно по этой причине мы исключили слово «углеродная» как необязательную конкретизацию.

Сильный антропный принцип. Фундаментальные законы и константы Вселенной специально настроены так, чтобы мог возникнуть осмысляющий их наблюдатель. Эта формулировка, по словам Мартина Риса, «весьма отдает телеологией», т. е. признанием того, что эволюция Вселенной имеет некую заранее вложенную в нее цель (или предопределение). Сильную версию критикуют за то, что она ни верифицируема, ни фальсифицируема, т. е. не может считаться научной гипотезой.

Финальный или окончательный антропный принцип. Во Вселенной должны появиться разумные обработчики информации, и, однажды появившись, они никогда не исчезнут. Эту версию обсуждают более детально; к примеру, Барроу и Типлер утверждают, что, хотя она и является физическим утверждением, тем не менее «тесно связана с моральными ценностями»[60].

Естественно, сторонники сильного антропного принципа из числа физиков хотели бы избежать ссылок на Бога и телеологию. На первый взгляд кажется, что это невозможно, но в действительности такой путь существует. Он связан с введением понятия Поливерсума, которое мы изложили в начале этого раздела, или как альтернатива возможностью квантового рождения множества вселенных с различными физическими свойствами. В любом случае предполагается, что наша Вселенная не единственная, а только одна из многих (может быть, даже из бесконечного числа) возможных вселенных. В каждой из таких вселенных свои физические законы и универсальные константы. В нашей Вселенной эти законы и константы случайным образом получились такими, что способствуют появлению разума, даже предопределяют это событие, но ничего телеологического, «божественного» тут нет – чистая случайность. В других вселенных законы и константы могут быть таковы, что наш тип жизни или вообще никакая жизнь там возникнуть не может. Могут существовать и совершенно «пустые» вселенные, где константы электромагнитных, ядерных и гравитационных взаимодействий или топологические и метрические свойства пространства-времени таковы, что там вообще не возникают никакие частицы.

Ярым приверженцем гипотезы Поливерсума был Станислав Лем. В насмешку над сильным антропным принципом он даже выдвинул в 1971 г. «принцип шартрезского ликера», согласно которому именно указанный напиток, а не человек, являлся главным продуктом точной настройки Вселенной. Справедливости ради отметим, что нечто подобное встречается в романе братьев Стругацких «Понедельник начинается в субботу», впервые изданном в 1964 г.[61] (Стругацкий, 2015): «…человек – это только промежуточное звено, необходимое природе для создания венца творения: рюмки коньяка с ломтиком лимона». Вместе с тем аргументы Лема (Лем, 2004) в пользу существования множественных вселенных (Поливерсума) весьма убедительны: «Согласно действующей теории Большого взрыва, возникновение Космоса было рождающим взрывом, который сотворил одновременно материю, время и пространство. Мощное излучение миротворящего взрыва оставило свои следы в Космосе до нашего времени, так как в нем везде присутствует остаточная радиация звездного фона. В течение примерно 20 млрд лет существования Космоса излучение его первой минуты существования успело остыть до нескольких градусов выше абсолютного нуля. Однако интенсивность этого остаточного излучения не должна быть однородной на всей небесной сфере. Космос возник из точки с бесконечно большой плотностью и в течение 10–35 с раздулся до объема мяча. Уже в тот момент он был слишком большим и расширялся слишком быстро, чтобы оставаться совершенно однородным. Причинные связи событий ограничены наибольшей скоростью взаимодействия, т. е. скоростью света. Такие связи могли протягиваться только в областях размером 10–25 см, а в Космосе размером с мяч поместилось бы 1078 таких областей. Итак, то, что происходило в одних областях, не могло влиять на события в других. Тем самым Космос должен был расширяться неоднородно, без сохранения той симметрии, тех везде одинаковых свойств, какие мы наблюдаем. Теорию Большого взрыва спасает гипотеза о том, что в творящем взрыве возникло одновременно огромное количество вселенных. Наш Космос был только одним из них. Теория, согласующая однородность (гомогенность) действительного Космоса с невозможной однородностью его расширения посредством той предпосылки, что Пракосмос не был Универсумом, а был ПОЛИВЕРСУМОМ, была объявлена в 1982 г. Гипотезу Поливерсума можно найти в моей книге «Мнимая величина», которую я написал десять лет назад (в 1972 г.)».