Чтение онлайн

На пути от первичной плазмы Большого взрыва к разуму в нашей Вселенной мы имеем довольно длинную цепочку качественно различных ступеней эволюции материи. Априори ниоткуда не следует, что эта цепочка принципиально качественно ограничена тем состоянием дел, которое мы сейчас наблюдаем на планете Земля и в обозримых окрестностях. С чего бы? Более того, примерно так, как на некотором этапе химическая эволюция породила жизнь, а эволюция жизни породила разум, невозможно исключить, что на пути дальнейшего прогрессивного развития разум породит какие-то настолько продвинутые формы существования материи, которые и разумом-то назвать нельзя. Мы подробно писали об этом[289], поэтому здесь не будем останавливаться на деталях этой интересной темы. Важно, что если такие сценарии принципиально возможны, даже с исчезающе малой вероятностью, то они обязательно реализуются где-то в Мультиверсе. Вопрос, которого мы хотим коснуться здесь, состоит в следующем: что можно сказать о возможности реализации подобного сценария именно в нашей Вселенной?

При обсуждении этого вопроса мы сначала будем исходить из рассмотренного ниже индуктивного рассуждения, которое приведем не со всей необходимой детальностью, а, скорее, в виде некоторой возможной исследовательской программы. Для того, чтобы такую программу «довести до ума», требуется еще много работы.

Как уже упоминалось, для того, чтобы во Вселенной могли образоваться сложные формы материи, фундаментальные физические постоянные должны иметь очень специальные значения. При этом, чем дальше может зайти эволюция в сторону усложнения материи, тем более точная настройка физических постоянных для этого требуется. Строго говоря, это утверждение требует детального количественного исследования, но в общих чертах оно представляется довольно ясным. Действительно, для того, чтобы могли образоваться составные частицы вроде протонов и нейтронов, не требуется тонкая настройка массы протона и нейтрона, необходимая для образования стабильных атомов водорода. Для того, чтобы могли образоваться стабильные атомы водорода, не требуется дополнительная тонкая настройка, благодаря которой ядро углерода-12 имеет возбужденное состояние с энергией 7,65 МэВ, позволяющее в звездах нарабатываться тяжелым химическим элементам. И так далее (детали, относящиеся к предбиологической, биологической и т. д. эволюции не совсем ясны, этот вопрос требует изучения). Таким образом, чем «хуже» настроены физические постоянные, тем раньше обрывается прогрессивная эволюция. Это более или менее понятно для относительно невысоких ступеней неорганической эволюции (см. примеры, приведенные выше). Наше индуктивное предположение состоит в том, что это также справедливо для сколь угодно высоких ступеней организации материи. Таким образом, чем выше уровень организации материи, который может быть достигнут в некоторой локальной вселенной, тем более специальными физическими условиями должна обладать такая вселенная, и тем меньше вероятность появления такой вселенной в Мультиверсе.

Теперь снова обратимся к факту «тонкой настройки» фундаментальных постоянных в нашей Вселенной. Естественно считать, что распределение вероятностей по типам локальных вселенных соответствует некоторому распределению вероятностей на множестве фундаментальных физических постоянных. Если предполагать, что разные наборы постоянных реализуются с близкими по порядку величины плотностями вероятности (что выглядит вполне разумно), то факт тонкой настройки означает, что наш набор постоянных принадлежит очень узкому специальному подмножеству пространства параметров (фундаментальных постоянных), которому соответствует очень маленькая вероятность реализации. Наше подмножество сильно выделено среди всего пространства параметров, поэтому нашу Вселенную можно рассматривать как редкую флуктуацию на фоне всех других вселенных. Трудно не заметить, что это отдаленно напоминает старую идею Людвига Больцмана, согласно которой вся наша видимая Вселенная является гигантской статистической флуктуацией на фоне необозримого пространства, находящегося в состоянии тепловой смерти — термодинамического равновесия[290].

Аналогия эта, конечно, далеко не полная, но полезная. Продолжая эту аналогию, рассмотрим обыкновенную крупную статистическую флуктуацию, например — локальную флуктуацию плотности в сосуде с газом. Чем больше амплитуда флуктуации, тем реже такая флуктуация встречается, тем меньше ее вероятность. Если в некоторый момент времени мы обнаружили очень большую флуктуацию, то почти наверняка мы обнаружили эту флуктуацию вблизи максимума ее амплитуды, и в следующий момент времени флуктуация начнет убывать. Крайне маловероятно, что мы на самом деле застали еще большую флуктуацию на стадии роста. Скорее всего то, что мы обнаружили, близко к максимуму того, что данная флуктуация может достигнуть. Обратное также возможно, но крайне маловероятно.

Аналогичное рассуждение справедливо и в отношении нашей Вселенной. Поскольку наша Вселенная, как это непосредственно наблюдается по степени тонкой настройки ее параметров, уже является редкой флуктуацией в Муль-тиверсе, трудно предполагать, что на самом деле она принадлежит множеству еще более редких флуктуаций, чем это непосредственно следует из наблюдений. На первый взгляд это означает, что та фаза эволюции материи, свидетелями которой мы являемся, близка к потолку, который может быть достигнут в нашей Вселенной. Это соответствует ожиданию, что если мы обнаружили очень крупную флуктуацию в сосуде с газом, то скорее всего мы застали ее в максимуме амплитуды.

Однако это рассуждение требует уточнений. Дело в том, что условия в нашей собственной Вселенной не являются постоянными. Например, очень существенно, что в нашей Вселенной со временем становится все больше тяжелых элементов, которые нарабатываются в ходе эволюции звезд. Так как рост количества тяжелых элементов благоприятствует образованию планет земного типа у звезд новых поколений, то и появление жизни и разума будет все более и более частым явлением. По этой причине средние расстояния между населенными планетами и разумными цивилизациями со временем будут уменьшаться, и им все проще и проще будет установить контакты. Взаимные контакты же — это как раз то, что может способствовать переходу эволюции к стадиям, которые в определенном смысле качественно превышают ту фазу организации материи, которая называется разумной жизнью. Мы детально обсуждали эти вопросы в книге[291] (см. также статью[292]). Поэтому вывод, сформулированный в предыдущем абзаце, следовало бы уточнить следующим образом. Та фаза эволюции материи, свидетелями которой мы являемся, соответствует состоянию, которое может быть достигнуто в нашей Вселенной в современную эпоху[293], но этот уровень может быть существенно превзойден в отдаленном будущем (через сотни миллиардов лет), когда Вселенная станет богаче тяжелыми элементами и планетами Земного типа. Но тот максимум эволюции, который вообще может быть достигнут в нашей Вселенной когда-либо, за все время ее существования, с наибольшей вероятностью не является максимумом, который существует во всем Мультиверсе. Здесь работает прямая аналогия со статистической флуктуацией в сосуде с газом. Иными словами, возможно, мы живем не в самые лучшие для разума времена нашей Вселенной, а наша Вселенная, скорее всего, не является «лучшим из миров» в Мультиверсе.

Но наше предположение о том, что точность настройки констант определяет максимальный уровень, который может быть достигнут эволюцией, для сколь угодно высоких уровней эволюции, может быть и неверным. Альтернативой может быть следующее. Если в некоторой локальной вселенной достигается определенный пороговый уровень организации материи То, то дальнейшая более тонкая настройка параметров вселенной становится несущественной. Возникает некоторая положительная обратная связь, которая позволяет «разуму» обойти все физические ограничения, связанные с конкретным набором параметров вселенной, и породить цепочку форм организации материи, которая достигает максимума, примерно одинакового во всем Мультиверсе, или вообще не имеющую никакого максимума.

Верно ли индуктивное предположение о степени подстройки параметров и пределах эволюции, или верна его альтернатива, предполагающая существование порога То и всепобеждающей положительной обратной связи? Может быть, работают какие-то промежуточные сценарии? Это неизвестно, но представляется, что все эти возможности задают некоторые рамки для обсуждения существования очень продвинутых эволюционных форм в нашей собственной Вселенной или в Мультиверсе.

Может показаться, что все эти рассуждения несколько оторваны от жизни — что-то уж слишком велики масштабы. Не витаем ли мы в облаках? На это еще раз заметим, что все, что хотя бы в принципе может реализоваться со сколь угодно малой вероятностью, обязательно должно актуально существовать где-то в бесконечном Мультиверсе. Поэтому вопрос о том, каких в принципе высот может достигнуть эволюция, не является праздным, так как речь идет, возможно (и даже скорее всего), об актуально существующих вещах. Статус их «актуального существования», как минимум, тот же, что и статус реальности самого Мультиверса. Если мы принимаем всерьез Мультиверс, то приходится иметь в виду и возможность фантастической высоты, которой где-нибудь в Мультиверсе может достигнуть эволюция. Это ставит неизбежный вопрос о возможной связи этих фантастических высот эволюции со структурой самого Мультиверса.

3. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ СОВРЕМЕННОЙ КОСМОЛОГИИ

Я. В. Тарароев

СОВРЕМЕННАЯ КОСМОЛОГИЯ: ОТ УНИВЕРСУМА К МУЛЬТИВЕРСУ

Ретроспективно рассматривая историю развития космологии от мифа и античности до релятивистской космологической парадигмы, можно констатировать, что, несмотря на содержательное отличие друг от друга различных космологических концепций, всем им было присуще одно свойство, на обобщении которого и был сформулирован ещё один, уже не собственно космологический, а скорее философско-космологический концепт, который может быть назван «Универсумом». Его суть заключается в том, что космос, даже вне зависимости от того, конечен он или бесконечен в пространстве, представлялся единственным и неповторимым, «вбирающим» в себя все потенциальные и актуальные формы материи. Физическая реальность космоса во всех космологических концепциях представлялась онтологически универсальной в том смысле, что никаких форм и видов материи вне космоса не существовало. В случае пространственно конечной Вселенной все чувственно воспринимаемые типы реальности находились «внутри» её[294]. Даже в релятивистской космологии, где закрытая модель не имела границ, объем Вселенной был конечен и вопрос о физической реальности вне этого объёма считался некорректным. Как отмечал один из крупнейших астрофизиков XX столетия И.С. Шкловский: «…если Вселенная замкнута, то что же находится за её пределами? Конечно, можно было бы представить себе и другие Вселенные, более или менее сходные с нашей, если бы Мир (или «Сверхвселенная») был многообразием пяти или большего количества измерений. Нет, однако, никаких серьёзных оснований в пользу этого произвольного предположения…»[295]. В случае пространственно бесконечной Вселенной концепт Универсума предполагал, что космос пространственно однороден, и мы наблюдаем типичную часть Вселенной. Таким образом, в содержании понятия «Универсум» с необходимостью присутствовали качества, которые можно охарактеризовать, как «единственность» и «однородность», некая «монолитность» и «универсальность» физических форм бытия.

Инфляционная парадигма нарушила эту многотысячелетнюю традицию. Действительно, реализация инфляционного сценария, т. е. раздувание пространства Вселенной на самых ранних этапах её эволюции, требует того, чтобы подобное событие происходило не однажды и не единственный раз. В теории хаотической инфляции А.Д. Линде стремительно расширяется не один пространственно временной пузырёк планковских размеров, раздувание пространства происходит везде, по всему «объёму»[296] высокоэнергетического физического вакуума, где для этого случайным образом появляются необходимые условия. Те из пузырьков, где подобные условия появились, раздуваясь, рождают собой новые вселенные, одной из которых есть наша. Причём, свойства и характеристики физической реальности «внутри» этого пузырька (а значит и свойства каждой из вселенных) определяются случайным образом квантовыми характеристиками пузырька на момент начала раздувания. Эти характеристики могут быть совершенно разными для каждого из пузырьков планковского размера, и именно эта неоднородность высокоэнергетического физического вакуума, выраженная, в том числе, и в квантовом характере пространственно-временных характеристик, является основой мультиверсального представления мира в целом. Раздувающиеся пузырьки (вселенные) могут, согласно А.Д. Линде, иметь различные виды и типы элементарных носителей полей и элементарных частиц вещества (а значит и другие типы и виды более высокоорганизованной материи или же не иметь таковой вообще), другие пространственные и временные характеристики (например, размерность пространства-времени может быть не как в нашей Вселенной 3+1 (3 пространственных компоненты, а 1 — временная), а допустим 3+3 или 1+3). Можно сделать предположения, что эти другие вселенные могут отличаться от нашей более кардинальным образом. Кроме вещества и поля (или вместо них) они могут состоять из других, совершенно не ведомых нам форм материи, соответственно, и описываться не пространственно-временными, а ещё более общими характеристиками, для которых пространство и время выступает частным случаем. При этом не исключено, что эти иные вселенные могут характеризовать не пространственно-временные, а иные, равнозначные и соподчинённые им параметры.

Все эти вселенные, вместе с нашей, существуют не потенциально, а актуально, и с точки зрения онтологии являются такими же элементами реальности, как и чувственно воспринимаемая нами Вселенная. Нельзя исключить, что они смогут быть восприняты нашими органами чувств, однако способности последних слишком ограничены, чтобы мы могли говорить об этом всерьёз. Впрочем, даже по имеющимся эмпирическим данным, в частности, по наблюдениям анизотропии реликтового излучения делаются попытки каким-либо образом получить количественные характеристики Мультиверса[297]. Однако эти попытки ещё слишком просты по итоговым результатам. Концепция Мультиверса в этом смысле опирается на весьма скудную опосредованную эмпирическую базу и является теоретическим концептом, а не эмпирической данностью. Эта неординарная, по крайней мере, для предшествующей физики, ситуация стала объектом пристального анализа и исследования не только и не столько философов, сколько самих творцов мультиверсальной картины мира — космологов и физиков, подталкивая их к достаточно интересным, а порой и радикальным философским следствиям. Наиболее фундаментальные проблемы, возникающие в связи с мультиверсальным представлением мира, традиционно могут быть отнесены к двум наиболее значимым разделам философии: гносеологии (и отчасти методологии) и онтологии. Гносеологическо-методологический аспект рассматривает процесс познания, решая проблему его развития в отсутствии непосредственных эмпирических данных2. Онтологическая составляющая мультиверсальной проблемы связана с постановкой вопроса об основах физической реальности. В качестве примера решения этого вопроса можно указать подход М. Тегмарка3, в котором оно (решение) определяется в контексте ещё античного спора Платона и Аристотеля о значимости чувственных составляющих окружающей нас реальности. Концепция М. Тегмарка, разрабатываемая им на основании мультиверсальной картины мира, «реабилитирует» платонизм в его традиционном классическом понимании как примат «вне, сверхчувственного» над «чувственным», и соответственно рассмотрение идеальных логических и математических конструкций как «порождающих моделей» мира в целом. Кроме того, достаточно широкое развитие и освещение в контексте мультиверсальных космологических представлений получила тема антропного принципа[298]. Как самостоятельная проблема она была сформулирована ещё во второй половине XX столетия, до возникновения и инфляционной космологии, и мультиверсальной картины мира, но именно в них она нашла свое «физическое решение».