Минас Кафатос - Ты – Космос. Как открыть в себе вселенную и почему это важно

Помочь может аналогия. Представьте, что медузы умны и хотят знать, из чего сделан океан. Исследователи медуз анализируют химический состав океана – и наблюдают удивительное: химические вещества внутри тела медузы точно соответствуют химическим веществам в морской воде. Слишком совершенное совпадение, чтобы быть только им. Должно быть другое объяснение.

Исследователи правы, потому что причина, по которой морская вода и жидкость внутри медузы совпадают, заключается в том, что эволюция создала медуз неспособными жить без моря.

Антропный принцип получил поддержку среди ученых, которым было неудобно громоздить совпадение на совпадение, не получая никаких окончательных объяснений, соответствующих современной науке. Как и в случае с медузами, связь между человеческим мозгом и постоянными во Вселенной могла быть обусловленной эволюционно. А может, и нет. Они могут быть связаны по какой-то другой причине, или связь окажется поверхностной, и мы обнаружим ключевые несоответствия, если продолжим поиски. Много спорят о том, есть ли в космосе вообще что-то случайное, но, по крайней мере, лед тронулся: замки сплошных случайностей отперты ключом разума. (Недавние открытия планет, вращающихся вокруг отдаленных, подобных Солнцу, звезд, увеличили возможность случайности: предполагается, что могут существовать миллионы и миллионы планет, потенциально способных поддерживать жизнь. Если это так, то Земля выиграла в космической лотерее, но ее выигрыш не уникален. Или уникально вообще все. Коперник смеется последним.)

Чтобы поднять авторитет антропного принципа, были сформулированы его сильная и слабая версии.

Слабый антропный принцип (WAP) пытается найти в уравнении любые исключения. Он не утверждает, что разумная жизнь на Земле была целью космической эволюции, начиная с Большого взрыва, а лишь гласит, что Вселенная, если она объяснима полностью, должна быть объяснима жизнью на Земле. Может быть, в константах, которые мы измеряли, есть какое-то пространство для маневра, то есть наши знания, хотя и верные, ограничены нашей перспективой.

Представьте, что пчелы могут собирать пыльцу только с розовых цветов. Если бы существовал слабый пчелиный принцип, он бы гласил, что существует связь между пчелами и розовым, не зависящая от эволюции цветов. А существование синих, желтых и любых других цветов объяснялось бы чем угодно, но не пчелами.

Сильный антропный принцип (SAP) смелее: он заявляет, что не может быть познаваемой Вселенной без человечества. Космическая эволюция должна была непременно привести к нам. Многие физики чувствуют неловкость при такого рода предположениях, слишком отдающих метафизикой. Один вредный комментатор пошел дальше и заявил об Очень-очень сильном антропном принципе, который сформулирован как «Вселенная возникла, потому что лично я смог подменить причину следствием, например на этой странице» ( http://c2.com/cgi/wiki?AnthropicPrinciple). Это может показаться лишь шуткой о том, что SAP – нелепая крайность. Но, на самом деле, если Вселенная вмещает в себя людей, то нет и логических доводов, почему она не может вместить и конкретный момент времени. У причины и следствия нет собственного ума. Если действия приводят к предсказуемым результатам (например, брошенный мяч всегда упадет на землю), так же точно может быть предсказан и любой момент времени.

Теперь можно понять, почему вера в причину и следствие – главное из верований, которые разрушились в постквантовой эпохе. Нельзя утверждать, что Большой взрыв неизбежно привел бы к этому мгновению, к странице, которую вы сейчас читаете, к бутерброду с ветчиной, или чашке чая у вас в руках, или к буквам, которыми написана ваша фамилия. Если считать причинно-следственные связи строгими, получится, что каждое слово, которое сорвется с ваших губ, было предопределено миллиарды лет назад. Квантовая механика облегчила эту трудность, превратив строгие причинно-следственные связи в вероятности. Теперь мы, можно сказать, живем с мягкими причиной и следствием: каждое событие возникает из набора вероятностей, а не создается жесткой цепной реакцией.

Однако тайна тонкой настройки Вселенной никуда не делась. Вероятности могут рассказать вам о вероятности появления некого электрона в точке А во времени и пространстве, но ничего не скажут о том, какую роль играют электроны в тонкой настройке Вселенной. По аналогии, если словарный запас вашего друга 30 000 слов и вы знаете, как часто он использует каждое слово, то вы можете вычислить вероятность того, что следующим его словом будет «джаз». Допустим, он не фанат джаза, и эта вероятность равна 1 к 1 867 054. Степень точности высока, но у вас все еще нет способа объяснить, почему он выбирает это слово каждый раз, когда оно покидает его уста. А если рассуждать в более крупном масштабе, можно сказать, что ваше владение теорией вероятности не даст объяснения тому, почему в примитивных обществах сотни тысяч лет назад вообще появились языки.

Независимо от того, слабый или сильный антропный принцип мы используем, он позволяет Земле не оставаться случайной точкой в космическом океане. Трудно отрицать то, что константы природы имеют свою особую ценность, ведь и Вселенная создана для жизни, для того, чтобы она развивалась. Если вы когда-либо строили целый день карточные домики, вы знаете, что неправильно положенная карта может обрушить всю конструкцию. А теперь представьте, что вы строите не домик из 52 карт, а человеческую ДНК, с ее 3 миллиардами пар оснований и химическими ступенями вдоль витой лестницы двойной спирали. Подумайте, что процесс построения человеческой ДНК занял приблизительно 3,7 миллиарда лет, начиная с первых проблесков жизни на Земле, и еще 10 миллиардов лет космос существовал до этого момента. Сколько могло случиться за это время ошибок – таких, чтобы домик ДНК обрушился? Слишком много, чтобы считать. Ваши гены переданы вам родителями, но в процессе передачи в среднем произошло около 3 миллионов случайных изменений – мутаций. Эти случайные изменения ДНК, наряду с мутациями, вызванными рентгеновскими лучами, космическим излучением и другим влиянием окружающей среды, вселяют в нас огромные сомнения в том, что жизнь создана случайно.

Скорость случайных мутаций статистически проверяема. Фактически, это основной способ, позволяющий проследить, куда человеческие гены переместились после того, как первая группа наших предков мигрировала из Африки 200 000 лет назад. Мутации в их ДНК служат своего рода навигатором, по которому мы видим их путь. Таким образом, у нас появляется аргумент в пользу случайности. Но в то же время статистика – контраргумент: за 3,7 миллиарда лет пути ДНК могли меняться и теряться. Тем не менее все ошибки были устранены, и этот факт путает все карты, если пытаться сделать случайность единственной работающей силой. Жизнь балансирует на пороге порядка и беспорядка. Кроме того, тонкая настройка Вселенной подчеркивает, как таинственна связь между ними.