Далекое будущее Вселенной Эсхатология в космической перспективе - Эллис Джордж - Страница 21

Вся история вселенной может быть лишь эпизодом бесконечной мультивселенной; то, что мы называем законами природы (по крайней мере некоторые из них) — лишь местными установлениями нашей космической провинции. Подобные размышления резко расширяют наши представления о реальности. Чтобы поставить их на твердую почву, необходимо дождаться успешной фундаментальной теории, которая сообщит нам, действительно ли много «больших взрывов» вероятнее, чем один, и если так, то как велико разнообразие, которое они могли бы продемонстрировать. Эта теория должна объединить квантовую теорию (управляющую микромиром) с гравитацией, силой, правящей вселенной на макроуровне. Для большинства природных феноменов такое объединение не требуется: квантовая теория важна лишь в микромире атомов, где гравитация слишком слаба, чтобы иметь какое‑нибудь значение; напротив, гравитация важна только на уровне звезд и планет, где онтологическую «размытость», вызванную квантовыми эффектами, можно не принимать во внимание. Однако в самом начале все было сжато так плотно, что квантовые эффекты могли потрясать всю вселенную.

Можно ли надеяться, что такая теория, соединяющая гравитацию с квантовым принципом и изменяющая наши представления о пространстве и времени, появится в ближайшие десятилетия? Сейчас модно ставить на теорию суперструн, или М–теорию, в которой каждая точка нашего пространства является прочно свернутым оригами из шести или даже семи дополнительных измерений. Однако между лабиринтами десяти или одиннадцати измерений и тем, что мы можем пронаблюдать и измерить, по–прежнему зияет устрашающая пропасть. Теория дополнительных измерений пока что не предсказала никаких новых результатов, ни экспериментальных, ни космологических. И все же многие готовы поставить на суперструны едва ли не из чисто эстетических соображений. Как сказал Эдвард Уиттен: «Хорошие неправильные идеи встречаются чрезвычайно редко, а хороших неправильных идей, хотя бы отдаленно способных соперничать с величием теории струн, мир не видел никогда».

6.6. Проверка теорий мультивселенной — здесь и сейчас

Возможно, когда‑нибудь мы обзаведемся убедительной теорией, объясняющей самое начало нашей вселенной, которая расскажет нам, существует ли мультивселенная, и если существует, не являются ли так называемые законы природы лишь местными установлениями нашей космической провинции. Однако, пока мы ждем появления этой теории — а ждать, возможно, придется долго — аналогию с «магазином готового платья» можно уже проверить. Ее можно даже опровергнуть: это случится, если наша вселенная окажется настроенной даже более тонко, чем требует наше присутствие. Приведу два примера подобного стиля рассуждений применительно к двум различным научным вопросам.

Во–первых, Больцманн писал о том, что вся наша вселенная является необыкновенно редкой «флуктуацией» в бесконечном и вечном мире с симметричным временем. Сейчас против этой гипотезы выдвинуто много аргументов, но даже тогда, когда она была только высказана, можно было уже отметить, что в больших объемах флуктуации куда менее вероятны, чем в малых. Поэтому (если бы Больцманн был прав) было бы намного более вероятно, что мы находимся в самой малой из возможных флуктуации, совместимых с нашим существованием, а именно солипсическая вселенная, где существует лишь один мозг, полный воспоминаний, была бы более правдоподобна, чем любая другая интерпретация нашего опыта. Если же мы не готовы сделаться солипсистами, то, вне зависимости от нашего начального отношения к теории Больцманна, ее вероятность будет стремительно падать по мере того, как мы будем осознавать колоссальный масштаб нашего космоса.

Во–вторых, если бы мы даже ничего не знали о формировании звезд и планет, то не удивлялись бы тому, что орбита Земли очень близка к окружности; будь она сильно эксцентричной, вода на земле закипала бы в перигелии и замерзала в афелии — суровые условия, неблагоприятные для нашего появления на свет. Однако некоторая умеренная эксцентричность орбиты, очевидно, совместима с жизнью. Если бы выяснилось, что земля движется вокруг солнца по орбите, гораздо более близкой к идеальной окружности, мы могли бы вывести из этого теорию, постулирующую антропную селекцию орбит, чьи эксцентриситеты имеют «байесовскую априорную вероятность», равномерно распределенную на отрезке 0–1.

Мы можем применить этот стиль рассуждений к важным физическим числам (например, к космологической константе L), чтобы проверить, является ли наша вселенная типичной для подмножества вселенных, в которых могла бы существовать сложная жизнь [15]. Методология требует от нас решить, какие значения совместимы с нашим существованием. Кроме того, требуется особая теория, дающая относительные байесовские априорные вероятности для каждого конкретного значения. Например, в случае L все ли значения равно вероятны? Являются ли небольшие значения более предпочтительными с точки зрения физики? Или существует лишь конечное число возможных дискретных значений? Получив эту информацию, можно будет спросить, «типична» ли наша вселенная для подмножества вселенных, в которых мы могли бы возникнуть. Если даже в этом подмножестве (не говоря уж обо всей мультивселенной) она представляет собой нечто из ряда вон выходящее, то нам придется отказаться от нашей гипотезы.

В качестве другого примера проверки теорий «мультивселенной» рассмотрим предположение Смолина [13] о том, что новые вселенные возникают внутри черных дыр и что физические законы в дочерней вселенной хранят в себе память о законах родительской вселенной, иными словами, что и здесь существует своего рода наследственность. Концепция Смолина пока что не подкреплена какой‑либо развернутой теорией того, каким образом какая‑либо физическая информация (или даже стрела времени) может передаваться из одной вселенной в другую. Однако у нее есть то преимущество, что она делает относительно нашей вселенной предсказание, которое можно проверить.

Если Смолин прав, то вселенные, порождающие много черных дыр, имеют репродуктивное преимущество, которое передается следующим поколениям. Если наша вселенная является результатом такого процесса, то ее способность производить черные дыры должна быть близка к оптимуму в том смысле, что любое незначительное изменение законов и констант физики сделало бы формирование черных дыр менее вероятным. (Лично я считаю, что предсказание Смолина едва ли подтвердится, но он заслуживает нашей благодарности за предоставления примера того, как можно в принципе опровергнуть теорию мультивселенной.)

Эти примеры показывают, что некоторые утверждения о других вселенных могут быть опровергнуты, — необходимое условие валидности научной гипотезы. Мы не можем уверенно утверждать, что «больших взрывов» было много — мы просто слишком мало знаем о самых ранних стадиях развития нашей собственной вселенной. Не знаем мы и того, являются ли фундаментальные законы лишь «разрешающими», этот вопрос предстоит решить физикам двадцать первого столетия. Но если они таковы, то так называемые антропные объяснения станут законными, в сущности, для некоторых важных черт нашей вселенной это будет единственный тип объяснений, которым мы когда‑либо будем располагать.

То, что мы по традиции называем «вселенной», может оказаться результатом одного из многих «Больших взрывов», так же как наша Солнечная система — это лишь одна из многих планетных систем в галактике. Как структура кристаллов льда в замерзающем пруду — скорее случайный исторический факт, чем отражение фундаментальных свойств воды, так и некоторые из природных «констант» могут на поверку оказаться случайными деталями, не определенными однозначно общей теорией. Поиски точных формул для того, что мы называем природными константами, могут оказаться такими же тщетными и запутывающими, как поиск точной цифровой закономерности для планетарных орбит, осуществлявшийся Кеплером. А другие вселенные станут частью научного дискурса, такой же, какой были на протяжении столетий «иные миры». Тем не менее (и здесь я охотно уступаю место философам) любое понимание того, почему что‑либо существует — почему существует вселенная (или мультивселенная), а не ничто — остается в области метафизики.