Маркус дю Сотой - О том, чего мы не можем знать. Путешествие к рубежам знаний Страница 53

Математический аппарат, который разработали для объяснения такой инфляции Андрей Линде, работающий сейчас в Стэнфорде, и Александр Виленкин[82] из университета Тафтса, приводит к поразительному предсказанию. Из него следует, что инфляция может не быть одиночным событием: инфляция пространства, подобная произошедшей в нашей Вселенной, могла случиться и в других областях космоса. Квантовые флуктуации, происходящие во всем пространстве, приводят к возникновению в некоторых местах инфлатонного поля, создающего огромные вселенные. Иначе говоря, могут существовать и другие вселенные, подобные нашей, а пространство тогда должно быть похоже на швейцарский сыр, дырки в котором соответствуют разным вселенным.

Сможем ли мы когда-либо узнать, насколько справедливо такое описание Вселенной? Не сочиняем ли мы внутренне непротиворечивые теории, которые даже могут соответствовать истине, однако не поддаются никакой проверке? Возможности нашего познания, по-видимому, ограниченны даже в нашей собственной Вселенной. Как же можно даже надеяться выяснить, существуют ли эти другие вселенные в реальности или только в фантазиях физиков-теоретиков?

Исследования существования таких других вселенных сосредоточены на возможности их взаимодействия с нашей Вселенной, в ходе которого они могли бы оставить какие-либо следы. Можно ли получить от реликтового излучения свидетельства того, что наша Вселенная в процессе своего формирования сталкивалась с другими вселенными? Высказывались предположения о том, что такими столкновениями могли быть вызваны перепады температур на карте ранней Вселенной, но, как признает одна из исследовательских групп Университетского колледжа Лондона, изучающая такую возможность, «одна из многочисленных дилемм, с которыми сталкиваются физики, состоит в том, что человек очень хорошо умеет выискивать закономерности в данных, которые могут быть результатом простого совпадения». Тем не менее эти исследования не лишены надежды. Обнаружение свидетельств существования соседних вселенных не является заведомо недостижимой целью. Такое знание может быть возможно. Трудность состоит в выяснении того, каким образом эти другие вселенные могли воздействовать на то, что не выходит за пределы нашего горизонта видимости.

Настройка разных вселенных

Одно из интригующих последствий существования таких потенциально непознаваемых вселенных за пределами нашей собственной состоит в том, что оно может объяснить одну из изначальных причин, которыми было вызвано создание Бога. Если предположить существование множественных вселенных, то это предположение будет наилучшим на данный момент решением тревожащей нас проблемы, что наша местная Вселенная могла быть создана по некоему замыслу.

Я говорю не об иллюзии биологического замысла, лежащего в основе жизни: эта иллюзия возникла в свое время в связи с ограниченностью наших знаний о случайности и огромных временных масштабах. Дарвиновская эволюция устранила потребность в таком замысле. Внутренние механизмы нашей Вселенной вполне достаточны для создания тех замечательных структур, которые существуют на нашей планете.

Дарвин чрезвычайно эффективно разделывается с потребностью в сверхъестественном замысле для объяснения того разнообразия жизни, которое мы видим вокруг. Когда имеешь простой механизм – дарвиновскую эволюцию, – который объясняет сложность жизненных форм, Бог уже не нужен[83]. Чего у нас, однако, нет, так это простого объяснения природных констант – приблизительно двух десятков чисел, таких как масса электрона, гравитационная постоянная, скорость света, заряд протона, – которые так точно подходят для обеспечения возможности появления и развития жизни. Хотя у нас есть механизм, объясняющий биологию, аналогичных средств объяснения физики у нас нет.

Кажется, что никакой ясной рациональной причины, по которой эти константы имеют именно такие значения, не существует. Почему нельзя настроить их на другие значения? Особенно поражает то, насколько возможность существования жизни в нашей Вселенной чувствительна к малым изменениям этих параметров. Например, если бы константа, которая определяет поведение электромагнитного поля, изменилась всего на 4 %, то происходящий в звездах термоядерный синтез не смог бы производить углерод – и в основе любых форм жизни, существующих в такой вселенной, должны бы были лежать другие атомы. Как выясняется, некоторые другие константы столь же чувствительны к малым отклонениям. Стоит изменить космологическую постоянную в 123-м знаке после запятой, и существование пригодных для жизни галактик внезапно становится невозможным.

В этом состоит одна из причин, по которым лежащее за пределами нашего космического горизонта неизвестное с его множественными вселенными может содержать решение этой дилеммы. В модели, в которой существует множество разных вселенных, фундаментальные константы каждой из них могут быть определены случайным образом. В большинстве случаев в таких вселенных не будет почти ничего интересного, потому что их сочетания констант не будут благоприятны для какого-либо развития. Но в некоторых из таких миров могут найтись удачные комбинации констант, при которых атомы начинают процесс, приводящий в конце концов к возникновению жизни. Разумеется, чтобы наблюдать такую вселенную, мы должны находиться в одной из таких вселенных. Это положение известно под названием антропного принципа.

Мне кажется, что ученые в большинстве своем надеются получить более удовлетворительный ответ на вопрос, почему наша Вселенная именно такая, продемонстрировать, что значения констант не случайны, что все именно так, как и должно быть. В отсылке к концепции множественных вселенных видится некое жульничество, как будто мы просто ленимся постараться как следует и заполняем этот пробел идеей, которую, по всей вероятности, никогда не сможем проверить.

Но может быть, так оно и есть на самом деле и нам следует просто смириться и принять модель множественных вселенных. Например, Земля – это всего лишь случайная планета, оказавшаяся в условиях, оптимальных для развития жизни. Вряд ли мы сможем выяснить, по каким именно причинам она в них оказалась. Существует множество планет, у которых это не получилось. Если мы принимаем существование множественных планет в качестве объяснения жизни, почему бы не согласиться и с существованием множественных вселенных, объясняющим законы физики?

Я лично надеюсь, что мы сумеем объяснить, почему Вселенная именно такова, не прибегая к идее множественных вселенных. В конце концов, может существовать причина, по которой именно эта Вселенная оказывается наиболее естественной. Большинство ученых также предпочло бы получить такой ответ. Устойчивый мыльный пузырь имеет удивительно совершенную форму. Существует множество других трехмерных форм, которые он мог бы принимать. Почему он выбирает именно эту? Ответ нам известен. Математика говорит, что его форма обладает самой низкой энергией из всех возможных форм. Объяснение, которое мы ищем, должно показать, почему форма нашей Вселенной также предпочтительна с научной точки зрения.

Но Вселенная, вероятно, не похожа на мыльный пузырь. Возможно, она ближе к карандашу, поставленному на заточенный конец и отпущенному. Число направлений, в которых он может упасть, бесконечно. Ни одно из них не является наиболее предпочтительным. Выбор направления – и выбор вселенной – определяет случайность (воплощенная в квантовых флуктуациях).

Кое-кто предлагает альтернативное решение: трансцендентное сознание, осуществляющее тонкую настройку всего мироздания. Но это кажется еще большим жульничеством. Почему идея множественных вселенных более удовлетворительна с точки зрения науки? Дело в том, что теория множественных вселенных обладает – хотя и в несколько странном виде – той экономичностью, которую мы считаем признаком хорошей теории. Казалось бы, такое качество – последнее, чего можно ожидать от теории, требующей существования множественных вселенных. Но привлекательна в ней экономичность объяснения. Ее объяснение окончательно и не требует дальнейших объяснений. Добавление новых вселенных – это всего лишь повторение уже известного с некоторыми вариациями. Не происходит ничего принципиально нового, но включение всех этих вселенных в общую картину позволяет полностью разрешить проблему тонкой настройки. Гипотеза о существовании инженера-конструктора, который занимается тонкой настройкой констант, ставит не меньше новых вопросов, чем дает ответов на старые.

Назови следующее число

Хорошая научная теория должна представлять собой экономичную гипотезу, объясняющую, как построена общая картина; она не должна нуждаться в чрезмерном количестве дополнительных персонажей для построения истории, соответствующей нашему опыту. В пользу теории множественных вселенных говорят именно ее простота и естественность. Поскольку физическая природа инфляции допускает существование механизма образования таких вселенных, эта теория не сводится просто к экстравагантной гипотезе. Но использовать простоту и экономичность в качестве критериев оценки правдоподобия теорий следует с осторожностью.