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

Вы, скорее всего, не считаете себя ни паровой машиной, ни, возможно, вообще физическим устройством. Я тоже лишь изредка описываю себя подобными терминами. Но подумайте: ваша жизнь включает в себя процессы не менее цикличные, чем те, что происходят в паровой машине. День за днем ваш организм сжигает пищу, которую вы съедаете, и воздух, который вдыхаете, чтобы обеспечить энергией работу внутренних механизмов и внешнюю деятельность. Даже мыслительная деятельность — молекулярное движение, происходящее в вашем мозге, — питается за счет этих процессов превращения энергии. Так что вы, как и паровая машина, не могли бы жить без сброса накопившейся энтропии путем отдачи излишней теплоты в окружающую среду. И действительно, вы это делаете. Мы все это делаем. Все время. Именно поэтому, к примеру, военные инфракрасные очки, призванные видеть теплоту, которую мы все непрерывно испускаем, так хорошо помогают солдатам замечать ночью противника.

Мы теперь можем более полно оценить умонастроение Рассела в тот момент, когда он представлял себе далекое будущее. Мы все ведем бесконечное сражение, чтобы противостоять упрямому накоплению отходов, неостановимому росту энтропии. Чтобы мы могли выжить, окружающая среда должна вбирать в себя и уносить прочь все отходы, которые мы вырабатываем, всю накапливаемую энтропию. Встает вопрос: обеспечивает ли среда — под которой мы в данный момент подразумеваем наблюдаемую Вселенную — бездонную пропасть, способную вечно поглощать такие отходы? Может ли жизнь танцевать энтропийный тустеп до бесконечности? Или когда-нибудь наступит время, что Вселенная окажется набитой под завязку и неспособной больше принимать лишнюю теплоту, выделяемую теми самыми действиями, что определяют нас? Станет ли это концом жизни и разума? Правда ли, что — согласно печальной формулировке Рассела — «вся многовековая работа, все служение, все вдохновение, весь блеск человеческого гения обречены на то, чтобы исчезнуть вместе с гибелью Солнечной системы; что храм человеческих достижений будет погребен под останками Вселенной»?17

Именно эти вопросы станут центральными для нас в следующих главах. Но мы немного забежали вперед. Прежде чем обсуждать жизнь и разум, давайте разберемся, какую роль энтропия и второе начало играют в формировании среды, без которой жизнь и разум не смогут закрепиться.

Для этого нам придется вернуться к Большому взрыву.

Когда математика позволяет ученым заглядывать в моменты, лишь доли секунды отстоящие от того, что могло быть началом Вселенной, близость к традиционным сферам религии заставляет некоторых считать, что существует глубокое сродство, или глубокая связь, или глубокий конфликт, ожидающие своего раскрытия. Именно поэтому мне задают вопросы о моих взглядах по поводу Творца почти столь же часто, как и о науке. Мало того, вопросы часто объединяют и то и другое. У нас в дальнейшем будет достаточно времени, чтобы рассмотреть подобные темы, но здесь мы разберем точку соприкосновения, отмеченную в конце предыдущей главы и важную для общей панорамы нашего рассказа: если второе начало термодинамики предписывает Вселенной неумолимый рост беспорядка, как может природа с такой готовностью порождать изящно устроенные высокоорганизованные структуры — от атомов и молекул, звезд и галактик до жизни и разума? Если Вселенная началась с невообразимого взрыва, как мог такой яростный старт дать начало всему этому порядку — от спиральных рукавов Млечного Пути до захватывающих дух земных ландшафтов, хитроумных связей и морщинистых извилин человеческого мозга, музыки, поэзии, литературы и науки, которые этот мозг рождает?

Один из ответов, при помощи которого на протяжении многих эпох люди защищали себя от зачаточных вариантов подобных тревог, состоит в том, что порядок высечен из хаоса каким-то высшим разумом. Человеческий опыт не противоречит такому антропоморфному повороту. В конце концов, значительная часть порядка, с которым мы ежедневно сталкиваемся в рамках современной цивилизации, и правда является творением разума. Но правильное толкование второго начала делает разумный замысел ненужным. Удивительно и одновременно замечательно, что области, в которых сосредоточены энергия и порядок (архетипический пример — звезды), являются естественным следствием того, что Вселенная старательно следует по пути, предписанному вторым началом, и становится все более беспорядочной. В самом деле такие очаги порядка оказываются катализаторами, помогающими Вселенной в долгосрочной перспективе реализовать свой энтропийный потенциал. К тому же по пути они еще способствуют зарождению жизни — и это тоже часть энтропийной прогрессии.

Чтобы разобрать подробнее танец порядка и беспорядка, из которого, собственно, и состоит космологическая история, начнем с начала.

В середине 1920-х гг. священник-иезуит Жорж Леметр использовал недавно предложенное Эйнштейном новое описание гравитации — общую теорию относительности, — чтобы разработать радикальную идею, согласно которой космос начался со взрыва и с тех пор непрерывно расширяется. Леметр вовсе не был диванным физиком. Свою докторскую степень он получил в Массачусетском технологическом институте и принадлежал к тем ученым, которые первыми применили уравнения общей теории относительности к космосу в целом. Интуитивное представление Эйнштейна, позволившее ему после десятилетия изумительных открытий успешно проникнуть в природу пространства, времени и материи, состояло в том, что объекты во Вселенной имеют начало, середину и конец, но сама Вселенная всегда была и всегда будет. Когда проведенный Леметром анализ уравнений Эйнштейна указал на иной вариант, Эйнштейн от него попросту отмахнулся, сказав молодому исследователю: «Ваши расчеты верны, но физика отвратительна»!. Этим Эйнштейн хотел подчеркнуть, что можно мастерски манипулировать уравнениями, но не обладать хорошим научным вкусом, позволяющим определить, какие из ваших математических манипуляций отражают реальность.

Несколькими годами позже Эйнштейн пошел на знаменитую научную «попятную». Тщательные наблюдения, проведенные астрономом Эдвином Хабблом в обсерватории Маунт-Вилсон, показали, что все отдаленные галактики находятся в движении. Все они уносятся прочь. Причем их бегство подчиняется закономерности: чем дальше находится галактика, тем выше ее скорость, что согласуется с математическим выводом из уравнений общей теории относительности. Теперь, когда данные поддержали «отвратительную физику Леметра», Эйнштейн целиком и полностью принял концепцию Вселенной, которая имеет начало2.