До конца времен. Сознание, материя и поиск смысла в меняющейся Вселенной - Брайан Грин

Представьте, что вы читаете эту книгу уже час, сидя в любимом кресле и прихлебывая время от времени чай из любимой кружки. На вопрос, как возникла эта уютная обстановка, вы бы ответили, что кружку купили в Нью-Мехико у местного гончара, кресло унаследовали от двоюродной бабушки, а устройство Вселенной вас всегда интересовало, что и привело к этой книге. Если подтолкнуть вас к более подробному рассказу, вы заговорили бы о своем детстве, о братьях и сестрах, о родителях и т. п. Если проявить больше настойчивости и попросить заглянуть поглубже в прошлое и дать более подробное описание, вы в конечном итоге заговорите, может быть, о тех самых вещах, о которых мы говорили в предыдущих главах.

Все это основано на одном забавном факте: все, что вы знаете, отражает мысли, воспоминания и ощущения, обитающие в вашем мозге в настоящий момент. Покупка кружки произошла давно. То, что после нее осталось, — это некоторое сочетание частиц у вас в голове, в котором записано воспоминание об этом. То же самое верно и для ваших воспоминаний о получении кресла в наследство от бабушки, и для вашего интереса к космологии и устройству Вселенной, и для воспоминаний о том, что вы прочли в этой книге о различных концепциях и теориях. С точки зрения убежденного физикалиста, все это прямо сейчас находится у вас в голове благодаря конкретной комбинации частиц, которая прямо сейчас сложилась в вашей голове. Это означает, что если случайная россыпь частиц, летящая сквозь пустоту бесструктурной высокоэнтропийной Вселенной, по воле случая спонтанно сложится в низкоэнтропийную конфигурацию, которая случайно совпадет с конфигурацией частиц, составляющих в настоящее время ваш мозг, то этот набор частиц будет обладать теми же воспоминаниями, мыслями и ощущениями, которыми обладаете вы. То ли в честь, то ли в упрек — не знаю, откровенно говоря, как именно, — такой гипотетический, свободно плавающий, ни с чем не связанный разум, сформированный редким, но возможным спонтанным собиранием частиц в особую, высокоупорядоченную конфигурацию, стали называть больцмановским мозгом20.

Больцмановский мозг, один в промороженной тьме пространства, не успеет сгенерировать много мыслей, прежде чем испустит дух. Однако спонтанное собирание частиц могло бы также породить вспомогательные средства, которые продлят его функционирование: вместилище в виде тела и головы, запас пищи и воды, подходящая звезда и планета — вот лишь некоторые из них. В самом деле, спонтанное собирание частиц (и полей) могло бы породить целую сегодняшнюю Вселенную или воспроизвести условия, которые послужили спусковым механизмом для Большого взрыва и позволили Вселенной, очень похожей на нашу, сформироваться заново21. Следует признать, что, когда дело доходит до спонтанного падения энтропии, много-много выше оказываются шансы более мелких падений: того, что меньшее число частиц будет собираться в структуры, более терпимые к неточной организации. Когда я говорю «много-много выше», то имею в виду превосходство ошеломляющее. Экспоненциальное. А поскольку нас особенно интересует далекое будущее мысли, то одинокий больцмановский мозг — минимальное и, следовательно, наиболее вероятное случайное образование из частиц, способное недолго порадоваться и тут же удивиться тому, как такое в принципе могло произойти22.

Чем-то большим, чем просто завязка второсортного научнофантастического сюжета, все это делает тот факт, что, когда мы вглядываемся в далекое будущее, нам представляется, что в конечном итоге там сложатся подходящие условия для реализации этих странных процессов. Принципиальный ингредиент этих условий — ускоряющееся расширение пространства. Ранее мы отметили, что такое расширение приводит к возникновению космологического горизонта — далекой окружающей нас сферы, отмечающей границу, за которой любые объекты удаляются от нас со скоростью, превышающей скорость света, отсекая любую возможность контакта или влияния. Далее, Хокинг показал, что законы квантовой механики вынуждают горизонт черной дыры иметь температуру и излучать, и при помощи аналогичных рассуждений он же вместе со своим коллегой Гэри Гиббонсом показал, что космологический горизонт тоже обладает температурой и излучает. Наш анализ в предыдущей главе, где речь шла о будущем мысли, опирался именно на этот факт и приводил к заключению, что крохотной температуры нашего космологического горизонта — около 10-30 К — вполне может оказаться достаточно, чтобы будущие Мыслители, отчаянно пытающиеся обеспечить себе возможность мыслить вечно, в конечном итоге все же сгорели в своих собственных мыслях. Как мы теперь увидим, в гораздо больших масштабах времени аналогичные соображения предлагают будущему мысли потенциальную возможность своеобразного возрождения.

В далеком будущем излучение, испускаемое космологическим горизонтом, обеспечит тусклый, но стабильный источник частиц (преимущественно безмассовых частиц, фотонов и гравитонов), которые будут блуждать по области пространства, окружаемой горизонтом. Иногда наборы этих частиц будут сталкиваться и, согласно соотношению E = mc2, переводить свою энергию движения в производство меньшего числа более массивных частиц, таких как электроны, кварки, протоны, нейтроны и соответствующие им античастицы. Поскольку в результате этих процессов получается меньше частиц и меньше движения, можно сказать, что они снижают энтропию, но, если подождать достаточно долго, могут произойти даже такие маловероятные вещи. Они будут происходить и дальше. В еще более редких случаях некоторые возникшие при этом протоны, нейтроны и электроны будут двигаться ровно так, как надо, чтобы соединиться в атом той или иной разновидности. Из-за громадной продолжительности промежутков времени, необходимых для таких редких процессов, они не играют роли при синтезе атомных ядер после Большого взрыва или внутри звезд, но теперь, когда времени у нас сколько угодно, подобные процессы имеют значение. На еще более продолжительных временных промежутках атомы будут случайно объединяться в ряд все более сложных конфигураций, гарантирующих, что время от времени на пути в вечность какой-нибудь набор образует ту или иную макроскопическую структуру — кивающего болванчика, к примеру. В отсутствие мыслящих существ все это возникнет и исчезнет, не будучи замеченным. Но иногда случайно сформированной макроскопической структурой окажется мозг. Давно исчезнувшая мысль ненадолго вернется.

Какой масштаб времени необходим для подобного воскрешения? При помощи грубого расчета (который энтузиасты математики могут найти в примечаниях23) мы можем оценить, что существует разумный шанс, согласно которому больцмановский мозг сформируется на интервале в 101068 лет. Это очень долго. Если для записи числа лет, представленного верхним этажом Эмпайр-стейт-билдинг, 10102 лет (единица со 102 нулями), нам потребуется примерно полторы строки, то от числа 101068 (единица с 1068 нулями) мы не сможем записать сколько-нибудь заметной части, даже если заменим нулями все знаки на всех страницах всех когда-либо напечатанных книг. Тем не менее никто не будет нетерпеливо ходить вокруг, посматривая на часы и ожидая падения энтропии, чтобы сделать ход и сформировать какой-никакой мозг. Вселенная сможет существовать почти вечно в «дежурном» неупорядоченном высокоэнтропийном состоянии, так что жаловаться никто не станет.

И это ставит перед нами интересный, несколько даже личный вопрос. Откуда взялся ваш мозг? Этот вопрос звучит глупо, конечно, но уважьте меня. Отвечая, вы, естественно, воспользуетесь своими воспоминаниями и знаниями и объясните, что родились с таким мозгом и что ваше зачатие — часть последовательности, которую мы можем проследить в прошлое через ваших предков, через эволюционную летопись жизни, через формирование Земли, Солнца и так далее, до самого Большого взрыва. На первый взгляд все это звучит разумно. Большинство людей ответили бы на этот вопрос аналогично. Но, как ясно из предыдущей главы, окно времени, за которое мозг может сформироваться описанным вами способом, ограниченно — максимально это может быть промежуток времени между 10-м и 14-м этажами Эмпайр-стейт-билдинг. Временное окно для возникновения мозгов по больцмановскому механизму несравнимо больше — вполне возможно, что оно просто ничем не ограничено24. С течением времени больцмановские мозги будут продолжать формироваться — редко, но надежно, так что полное число таких мозгов, которые приходят и уходят, будет становиться все больше. Таким образом, исследование достаточно продолжительного промежутка временной шкалы покажет, что полная численность больцмановских мозгов намного превосходит полную численность мозгов традиционных. Сказанное верно, даже если мы сосредоточимся только на тех больцмановских мозгах, конфигурация которых будет нести в себе ошибочную убежденность в том, что они возникли традиционным биологическим путем. Опять же, каким бы редким ни был этот процесс, на произвольно длительном промежутке времени он произойдет сколь угодно большое число раз.