Антропный принцип

pixabay.com

pixabay.com

В этой статье речь пойдет о хорошо известном мировоззренческом понятии, связанном с самим фактом нашего существования. Термин «антропный принцип» фигурирует довольно часто, но столь же часто он трактуется некорректно и путается с антропоцентризмом. Начнем с того, что существуют как минимум два антропных принципа — сильный и слабый. Это написано в любой «Википедии», хотя подавляющее большинство, произнося «антропный принцип», имеет в виду его слабый вариант. Поэтому мы сначала «разделаемся» с сильным антропным принципом, чтобы больше к нему не возвращаться.

Человек — творец и вершитель?

К его формулировке приложил руку замечательный физик Джон Уилер (John Wheeler), создатель многих прекрасных метафорических терминов, в том числе таких популярных, как «черная дыра», «квантовая пена», «кротовая нора» (в оригинале — “wormhole” — «червоточина»). Вот фраза, приписываемая Уилеру: «Наблюдатели необходимы для обретения Вселенной бытия» (1983). То есть, чтобы Вселенная реализовалась, в ней должен появиться разумный наблюдатель. Следовательно, возможны только такие вселенные, которые подходят для возникновения жизни и разума. По крайней мере с первого взгляда выглядит чепухой. По мнению авторов данной статьи, это и есть чепуха. Таково наше консолидированное мнение, невзирая на то что статус выдающегося физика Уилером честно заслужен. С кем не бывает… Причем понятно, откуда у этой концепции растут ноги — из интерпретации квантовой механики, включающей наблюдателя как вершителя исхода взаимодействий в микромире.

Этой проблеме посвящен знаменитый парадокс про кота Шрёдингера. Сам Шрёдингер выдвинул его, чтобы показать: существующая интерпретация квантовой механики неадекватна. Если ее строго придерживаться, то возникает подобная чушь — суперпозиция живого и мертвого котов, разрушаемая лишь наблюдением того, кто откроет ящик.

Откуда взялась эта зловредная роль наблюдателя? Видимо, это связано с проблемой коллапса (редукции) волновой функции — действительно сложного и плохо понимаемого явления. Для ознакомления с проблемой можно порекомендовать статью А. И. Липкина [2] и его же статью в УФН [3]. Наиболее сильное высказывание Липкина по поводу роли наблюдателя:

«Что такое сознание — никто толком не знает, но именно поэтому на него можно свалить всё».

Мы явно переоцениваем свое значение, когда берем на себя роль вершителя что судьбы кота, что судьбы Вселенной. Кстати, а кто был первым наблюдателем, реализовавшим Вселенную? Галилей? Древние греки? Некий Homo erectus или волк, воющий на Луну 20 млн лет назад? У него ведь тоже есть сознание, не такое уж и примитивное.

Над сильным антропным принципом можно издеваться долго и смачно, но лучше мы с экономим место для слабого антропного принципа — серьезной и в каком-то смысле плодотворной концепции. Дальше мы опускаем эпитет «слабый» и говорим просто об антропном принципе.

Наше хрупкое благополучие

Начнем с хорошо известных доводов в пользу того, что наша Вселенная будто специально подогнана под наше существование и вообще под существование сложных систем и процессов.

Наш мир сформирован значениями физических констант. Константы электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий, гравитационная постоянная, массы частиц, которые, в свою очередь, определяются константами взаимодействий с полем Хиггса. Они не выводятся (пока?) из каких-либо более общих принципов. Их значения выглядят совершенно произвольными — мы знаем их из измерений, но не из формул. От них зависит всё.

Например, возможны ли в природе большие молекулы? Для этого должен существовать легкий электрон (много легче протона), а константа электромагнитного взаимодействия должна быть достаточно мала. Масса протона напрямую зависит от константы сильных взаимодействий; разница в массе протона и нейтрона — от масс кварков.

От соотношения масс электрона, протона и нейтрона вместе с электромагнитной постоянной зависят плотности всех веществ, возможность сложной химии, существование жидких и твердых тел, планет и гор на них, размеры живых существ и так далее. Эти зависимости прекрасно разобраны в книге “The Anthropic Cosmological Principle” [1], к сожалению, не переведенной на русский. Ниже приведены некоторые примеры, заимствованные из этой книги.

Стоит хоть немного «пошевелить» константы взаимодействий, как мир меняется. Причем, как правило, он меняется настолько, что получится не просто иная среда обитания и виды живых существ, — вся Вселенная становится непригодной для любой формы жизни.

Согласимся, что если нет химических элементов и атомов или если таблица Менделеева сводится всего лишь к четырем-пяти заполненным клеткам, если не горят звезды и не конденсируются небесные тела, если Вселенная представляет из себя однородный разреженный газ, то невозможна любая жизнь.

Проблема в том, что диапазон констант (точнее, объем в многомерном пространстве констант), в котором возможны сложные системы и жизнь, удручающе мал.

  1. Если бы нейтрон был чуть полегче или протон чуть потяжелей, то во Вселенной после Большого взрыва протоны бы распались и остались бы одни нейтроны. Не было бы ни сложных структур, ни атомов вообще. Пустыня!
  2. Если бы нейтрон был немного тяжелее, чем на самом деле, то нейтроны в атомных ядрах распадались бы, т. е. ядер бы попросту не было. Никакой таблицы Менделеева, никакой химии, один водород был бы стабилен.
  3. Хрестоматийный пример, фигурирующий в [1]: если немного увеличить константу сильных взаимодействий, появляется стабильный дипротон (2He). Существование дипротона ужасно тем, что он очень легко добирает барионы до гелия-4, который очень крепко связан. Весь водород Вселенной перешел бы в гелий — и мир остался бы без основного термоядерного горючего. До подобной катастрофы в потенциале взаимодействия двух протонов не хватает всего 92 кэВ [1]. На самом деле пример не совсем верный. Дело в том, что, как сейчас известно, мы не можем произвольно изменить потенциал взаимодействия протонов — он зависит от константы квантовой хромодинамики, от которой также зависят массы барионов. Если ее изменить — «поплывет» всё. Тем не менее, пример демонстрирует, насколько хрупко наше благополучие. Он же показывает, насколько аккуратным и осторожным надо быть даже в мысленных экспериментах.
  4. Довольно удивительный факт: у ядра углерода есть резонанс, предсказанный Фредом Хойлом (Fred Hoyle), который на порядки повышает вероятность синтеза ядра углерода из трех ядер гелия. Энергия резонанса складывается из комбинации сильной и электромагнитной констант, а также зависит от массы кварков. Если немного изменить эту энергию, то цепочка синтеза элементов обрывается. Во Вселенной почти исчезнет углерод, кислород и прочие элементы, на которых основана жизнь, которые составляют космическую пыль, из которой, в свою очередь, конденсируются планеты земного типа.
  5. Идем в самую раннюю Вселенную. После Большого взрыва остались неоднородности от предшествующей стадии ее эволюции, будь то стадия космологической инфляции или что-либо еще. Исходная величина этих неоднородностей в момент образования горячей Вселенной ~ 10–5 (относительно средней плотности). Если бы амплитуда неоднородностей была в несколько раз меньше, галактики не успели бы образоваться. Если бы она была в несколько раз больше, галактики оказались бы слишком массивными и плотными, что тоже фатально — частые взрывы сверхновых, большая вероятность отрыва планет от родительских звезд. При этом амплитуда неоднородностей ниоткуда не следует. В рамках теории космологической инфляции неоднородности возникают как квантовые флуктуации «тяжелого» вакуума и зависят от природы последнего — от его плотности, от формы потенциала. Эти параметры тоже не вытекают из каких-либо известных принципов.

Видимо, этих хрестоматийных примеров достаточно, чтобы убедить читателя, что нам удивительно повезло. Возможно, это натолкнет кого-то на мысль, что константы взаимодействий устанавливал некий заботливый Творец. Однако существует гораздо более прозаичное объяснение. Оно и называется «антропный принцип».

maxpixel.net

maxpixel.net

Бесконечное множество вселенных

Представим себе, что существует огромное (даже бесконечное) множество вселенных. Тут есть некая терминологическая неоднозначность. Можно понимать под словом «Вселенная» всё сущее, и тогда мы должны говорить о разных частях Вселенной. Однако эти разные части Вселенной, скорей всего, при рождении «окуклились» в замкнутые, причинно не связанные друг с другом пространства, к которым тоже применяют термин «вселенные» (только с маленькой буквы). Ниже мы будем следовать второму варианту терминологии, понимая под «Вселенной» наше связное замкнутое пространство 3+1 измерений, а под «вселенными» понимать аналогичные образования не обязательно той же размерности.

Далее представим себе, что во множестве вселенных — разные константы взаимодействий, разные наборы частиц. В том числе где-то, включая нашу Вселенную, набор констант оказался благоприятным для появления жизни. В одной из таких вселенных появился разумный наблюдатель, разобравшийся в местной физике, и удивляется, как всё хорошо настроено. А там, где всё настроено плохо, никто и не появился. Значит, любой наблюдатель будет видеть набор физических констант, благоприятных для своего появления, сколь бы ни был мал благоприятный объем в пространстве параметров.

Это очень похоже на историю нашего появления в Солнечной системе на Земле. Здесь тоже немало удачных совпадений: нужное расстояние до звезды, нужное количество воды, глобальная тектоника, крупный спутник, планета-гигант на нужной орбите — всё это благоприятные условия. Но в данном случае мы точно знаем, что существует великое множество разных планетных систем с разными планетами, и не удивляемся благоприятным совпадениям.

Значит ли это, что антропный принцип сам по себе намекает на существование огромного множества разных вселенных? Конечно! Не доказывает в строго математическом смысле, но служит сильным доводом.

А есть ли в современной физике другие указания на множественность вселенных? Да, существует концепция вечной космологической инфляции, которая как раз описывает механизм рождения неограниченного числа вселенных. Что такое космологическая инфляция? Ей посвящена целая книга одного из авторов данной статьи под научной редакцией другого автора [4].

Если коротко, это механизм образования огромной однородной и изотропной вселенной из микроскопического зародыша. И этот самый механизм в большинстве вариантов теории плодит бесконечное множество вселенных, будучи не в силах остановиться. Это становится ясным, если к уравнениям общей теории относительности добавить квантовые эффекты. Это будет еще не то, что называется «квантовой гравитацией», здесь всё гораздо проще, так как квантовые эффекты относительно слабы.

На вечную инфляцию натолкнулся Пол Стейнхардт (Paul Steinhardt) в начале 1980-х, когда теория космологической инфляции еще только формировалась. Он обратил внимание на то, что космологическая инфляция в том варианте, который был популярен в то время, не может благополучно закончиться образованием вселенной. Мешают квантовые флуктуации вакуума — инфляция продолжается раздуванием новых и новых областей пространства. Стейнхардт решил, что это фатальный недостаток теории.

В 1986 году Андрей Линде обнаружил, что тот же самый эффект происходит и в более реалистичном варианте теории под названием «хао тическая инфляция». Но в отличие от Стейнхардта он осознал, что это важнейшее явление, объясняющее фундаментальную мировоззренческую проблему.

Итак, если верна теория космологической инфляции (а в ее пользу говорят несколько фактов, обнаруженных с помощью космических микроволновых телескопов WMAP и «Планк»), то в качестве неизбежного приложения к этой теории мы имеем вечную инфляцию — процесс рождения бесконечного числа вселенных.

В этой статье, посвященной антропному принципу, мы не можем детально объяснить, как работает космологическая инфляция в обычном и вечном вариантах. Об этом достаточно много написано, в частности, в упомянутой книге [4]. Рекомендуем прочитать интервью с Андреем Линде, где он среди прочего рассказывает, как натолкнулся на вечную инфляцию; оно опубликовано в той же книге и еще в ТрВ-Наука [5].

Где Бог играет в кости?

Итак, в физике есть прямые указания на бесконечное множество вселенных. Но еще нужно, чтобы они имели разные наборы физических констант: вселенные-клоны, скорее всего, будут одинаково непригодны для жизни. Где-то на каком-то этапе «сотворения» вселенных Бог должен играть в кости. Где именно?

Здесь просматривается две возможности. Первая — фазовые переходы в ранних вселенных. Они меняют физику, как изменил ее фазовый переход с полем Хиггса — многие частицы приобрели массы, и мир стал сложен и интересен. То был фазовый переход с предопределенным концом, но в самой ранней Вселенной есть место для других фазовых переходов, основанных на новой, еще не известной нам физике. И у них может быть непредсказуемый исход, как непредсказуем ледяной узор на стекле.

Вторая, более популярная возможность связана с теорией струн. Струны «живут» как минимум в одиннадцатимерном пространстве. Иначе теория страдает неустранимыми противоречиями. Чтобы получить из 11 измерений наши 3+1, надо свернуть лишние измерения в трубочки микроскопического радиуса, например планковского ~ 10–33 см (это сворачивание называется «компактификацией»). Это можно сделать гигантским числом способов, причем каждый способ дает свой вариант вакуума, в котором возникает своя физика со своими константами взаимодействий. Оценка числа альтернатив — 10500! Кстати, если вы встречаете в СМИ утверждения типа «британские ученые доказали, что число вселенных равно 10500», не удивляйтесь, это просто в одном из звеньев испорченного телефона по недосмотру технического редактора степень съехала в строку.

Но как встроить в вечную инфляцию это случайное бросание костей, как устроить перестройку теоретико-струнного вакуума? Вроде бы теория струн дает такой механизм. Вечная инфляция возможна потому, что квантовые флуктуации могут увеличивать плотность вакуума. Когда она приближается к планковской (1095 г/см3), квантовые флуктуации могут быть столь сильными, что меняется топология пространства, меняется вариант компактификации, а с ним и физика в некой микроскопической области пространства, которая потом разовьется в большую вселенную. Это как раз то самое «бросание костей», необходимое для претворения антропного принципа в жизнь.

На теорию струн возлагаются очень большие надежды, но она до сих пор остается висеть в воздухе: из нее нельзя вывести ни одного проверяемого предсказания. Беда заключается именно в неимоверном числе 10500. Мы не знаем, в каком именно варианте из 10500 вакуумов мы живем, и нет никаких инструкций, как найти этот вариант. И все-таки эта теория так или иначе намекает на богатство и разнообразие бытия.

pixabay.com

pixabay.com

Когда антропный принцип оказывается капитуляцией

В приведенных выше примерах с тонкой подстройки физических констант последние принимают ничем не примечательные значения. Что такое константа электромагнитного взаимодействия 1/137? Это число ничем не выделяется кроме того, что в сочетании с другими константами благоприятно для жизни. А если какая-то величина принимает какое-то выделенное значение? Например, оказывается удивительно близка к нулю или к единице (что-то равно чему-то). Казалось бы, надо искать какой-то закон, объясняющий, почему это произошло. А если такой закон не удается найти?

Плотность энергии вакуума (темной энергии) в нашей Вселенной очень мала — 10–8 эрг/см3. Именно от этой плотности зависит ускоренное расширение Вселенной. А какой она должна быть из теоретических соображений? Любой, вплоть до планковской плотности — на 120 порядков больше, чем она есть. Каким образом она оказалась столь малой? Непонятно. И здесь возникает соблазн…

Если бы плотность энергии вакуума (космологическая постоянная) была близкой к своему естественному теоретико-струнному значению, то нас бы не существовало. Вселенная либо продолжала бы вечно расширяться с огромным ускорением, либо бы мгновенно схлопнулась. Допустимое значение плотности темной энергии всего на порядок выше, чем она есть на самом деле.

А не привлечь ли антропный принцип для объяснения этой малости? Пусть где-то в ходе вечной инфляции случайным образам выпадает космологическая постоянная будущей вселенной — равномерно от 10120 до -10120 от ее нынешнего значения. Тогда в одной из 10120 вселенных она окажется достаточно малой, чтобы в ней мог появиться наблюдатель. Расточительно? Да, но у нас есть 10500 вариантов, скинем 120 порядков, всё равно остается гигантское число! Многих космологов этот аргумент вполне удовлетворяет.

Возразить нечего. Впрочем, недавно такой же загадкой казалась близость плотности Вселенной к критической. Это требовало тонкой настройки в ранней Вселенной с точностью 10-60. Почему бы и здесь не воспользоваться антропным принципом? Ведь если сбить эту настройку, Вселенная бы уже сколлапсировала или разлетелась на отдельные атомы. Но решение было найдено — космологическая инфляция автоматически дает плотность, равную критической.

Здесь нет твердых аргументов, есть только некоторые стратегические соображения. По нашему убеждению, пока не все возможности отвергнуты, пока остается надежда найти ответ — надо искать, не полагаясь на антропный принцип. Свалить 120 порядков величины на антропный принцип — это своего рода капитуляция! Упование на антропный принцип с отказом от поисков конкретного объяснения в некотором смысле противоречит духу науки.

Наконец, совсем свежий пример. Почему масса бозона Хиггса оказалась столь «человеческой», что ее удалось измерить? Тут дело даже не массе бозона, а в энергетическом масштабе нарушения электрослабой симметрии, в массах W- и Z-бозонов. По идее, если нет каких-то специальных механизмов, энергетический масштаб поля Хиггса должен быть порядка планковского. Такой механизм понижения масштаба изобрели, он называется «суперсимметрия» и предполагает существование новых элементарных частиц — суперсимметричных партнеров для известных частиц со спином, измененным на половину. Фотино со спином ½ для фотона, скварки со спином 0 — для кварков и т. д. Чтобы суперсимметрия правильно работала, массы этих неизвестных пока частиц тоже должны быть «человеческими» — большими, но достижимыми для Большого адронного коллайдера.

Открытие суперсимметричных партнеров было второй после бозона Хиггса большой надеждой, возлагаемой на БАК. Но она пока не оправдалась и, похоже, уже не оправдается. Почему же тогда бозон такой легкий? И тут опять возникает соблазн применения антропного принципа. Действительно, если увеличить массу бозона Хиггса, все массы элементарных частиц увеличатся, а это, как мы уже знаем, опасно для жизни. Вселенная станет либо необитаемой, либо вовсе несуществующей. Так почему бы не положиться на старый добрый принцип?! Здесь ведь надо принести ему в жертву всего 17 порядков величины, а не 120, как в случае с космологической постоянной.

Дальше, видимо, не обязательно продолжать, поскольку читатель и так уже должен был догадаться, как мы относимся к подобному подходу.

И всё же антропный принцип имеет полное право на существование — мы же присутствуем в этой Вселенной, данный экспериментальный факт учитывать необходимо. Вопрос, по-видимому, в том, какие именно свойства природы определяются из антропных соображений, а какие имеют другое, более «рациональное» объяснение. Просто не надо антропным принципом злоупотреблять и использовать его как повод для прекращения поиска.

Валерий Рубаков, Борис Штерн

1. Barrow J. D., Tippler F. J. The Anthropic Cosmological Principle, Clarendon Press, Oxford, Oxford University Press, New York, 1986.
2. mipt.ru/education/chair/philosophy/publications/works/lipkin/philsci/a_3vzyrl.php
3. Липкин А. И. Существует ли явление «редукции волновой функции» при измерении в квантовой механике? // Успехи физических наук, т. 171, № 4, 2001, с. 437–444.
4. Штерн Б. Е. Прорыв за край мира. М.: Троицкий вариант, 2014.
5. Линде А., Штерн Б. Как за полчаса изменился мир.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (9 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
 
 

Метки: , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

 

86 комментариев

  • res:

    Может переформулировать по другому. Сначала константы а потом форма жизни. Разве наш углеродный геном единственно возможный из всех сложных систем с самоорганизацией? Что до теории струн, то это сейчас никак не физика. Лучше бы они биологам помогли или ядерщикам. А то до сих пор нет рабочей динамической теории адрон-ядерных процессов, чтобы эксклюзивно рассчитывать конечное состояние. Одни фрагменты. Написаны десятки тысяч статей, а взять для практики нечего. А лучшие умы уперлись в струны. Вот чистая игра в бисер ((

    • Б.Штерн:

      В этой Вселенной практически единственный. При отсутствии элементов — никакой. Если все частицы безмассовые — тоже. Возможны другие островки жизни, никто не знает, при каких параметрах, но именно островки. Струны — да, не физика, но обещают немало. Всякие группы симметрии тоже поначалу не были физикой.

      • res:

        Вопрос IMHO совершенно открытый, поскольку то, что мы имеем в теории есть все лишь первые члены теории возмущения, да и то для ограниченного круга соотношений. Сами же соотношения, записанные более менее строго, не линейны и что там никто не знает. Поэтому говорить об единственности форм жизни было бы IMHO преждевременно. Было бы разумнее направить многочисленную струнную рать на решение вопросов самоорганизации и ее возможных форм при данном наборе констант. А то у вас получается, что безмассовые частицы не само организуются. Ну да, только ноль-то им кто поставил? Природа или теоретик, не имеющий возможности работы с числами больше масштаба Вселенной, но тем не менее воспаряющий туда? С нулями и бесконечностями осторожнее надо, поскольку из-за них нередко теряется физический смысл. Последний есть возможность измеряемого наблюдения.

        • Б.Штерн:

          Нулевая масса — от калибровочной инвариантности (если не нарушена). К счастью нарушилась

          • res:

            Да в ядерной физике и таковой высоких энергий практически все симметрии нарушены )) Хотя конечно такой механизм получения массы красив ... математически ))

      • ао:

        А можно ли как-то оценить, дает ли произвольная комбинация параметров возможность сложных систем, потенциальных жизнью? Если да, запускал ли кто-нибудь исследование пространства возможностей на форму подпространства таких комбинаций?

        • Борис Штерн:

          Насколько я знаю, попытки были (сам раскопками не занимался, ссылок под рукой нет). Насколько знаю, без внятного результата. Это действительно сложно.

    • Михаил:

      Полностью поддерживаю res. Если физики-космологи уперлись в антропный принцип, за которым, как ни крути, наука не проглядывается, то может им следует начать копать в обратном направлении. Еще столько неясного в строении живой природы, не говоря уж о человеке. А биологи-физиологи очень нуждаются в точном инструментарии, в том числе в методах анализа больших чисел, которым могли бы поделиться физики.

    • Angl:

      Этак мы придем обратно к Энгельсу: «Диалектический материализм есть наука о наиболее общих законах развития природы, общества и человеческого мышления». Если максимизация возможностей самоорганизации материи на всех уровнях от элементарных частиц до таких тонких структур, как мысли и мемы — фундаментальное свойство Вселенной, аналогичное по глубине «встроенности» принципу наименьшего действия, это и будет тот самый «наиболее общий закон».

    • VladimirB:

      Я думаю, в мире струнщиков гораздо меньше, чем биологов или биофизиков (да и не больше, чем ядерщиков, хотя ядфиз — область достаточно узкая и немолодая). Так что не стоит думать, что тут кто-то занимается всякими эфимерными струными, в то время как горят «реальные» вопросы. Просто из теории струн, в силу тех или иных причин, часто приходят новости, о ней часто пишут, вот и кажется, что все сконцентрировались там, а в других областях нехватка кадров. Также, мне кажется странным упрекать теорию струн в отсутствии практической состовляющей: её наличие и не предполагалось. Есть прикладные науки, а есть фундаментальные. Вторые не должны быть нацелены на практические вопросы, а первые созданы как раз для этого.

      • Ричард:

        Oтсутствие практической составляющей не является признаком фундаментальной науки. Практической составляющей нет у околонаучной графомании (а это гороздо вреднее лженауки!).

  • Алексей:

    А разве не Фред Хойл автор термина «Большой взрыв»?

  • Алексей В. Лебедев:

    По-моему, с антропным принципом все ясно, и незачем разводить вокруг сомнения и мутную философию. Это все видно на примере экзопланетных систем. Когда была известна одна только Солнечная Система, то многие ломали головы, почему она должна быть именно такой, какая есть, разводили мистику чисел (вроде правила Тициуса-Боде) и др. Теперь известно огромное количество экзопланентных систем, по большей части непохожих на нашу и не пригодных для возникновения и развития жизни. Так что ответ такой — ни почему, просто наша система — случайное стечение обстоятельств, не космическая закономерность, просто удача для нашего появления, в лотерейном смысле. В общем, как с другими системами, так и с другими Вселенными.

    Если же где-то на других планетах или в других Вселенных есть жизнь, не похожая на нашу, основанная на других материалах, принципах и константах, это тоже ничему не противоречит.

    • Rattus:

      На других планетах, но в этой вселенной — уже противоречит и довольно сильно: все наблюдательные данные говорят о полной изотропности всех фундаментальных констант, насколько хватает точности, значит физика и химия там точно такие же как тут.

      А химия и термодинамика на самом деле накладывают довольно сильные ограничения на возможные архитектуры живых структур. Только в школе об этом не рассказывают.

      На сегодня можно сказать, что скорее всего ограничения эти простираются вплоть до нуклеотидов и большой части набора аминокислот. Конкретная хиральность под вопросом, код трансляции и отдельные аминокислоты в наборе, возможно, могут различаться. Но даже если какая-то существенно иная архитектура жизни (на других биополимерах — например с включением кремния и т.п.) и окажется возможна, то будет чрезвычайно экзотична и иметь очень небольшой потенциал эволюции сложности.

      • Алексей В. Лебедев:

        Честнее будет сказать, что мы этого не знаем, и не узнаем, пока не встретим примеры, так же как было с экзопланетами. Теории о том, что другие планетные системы должны быть похожи на нашу, потерпели крах.

        По поводу инопланетян, это очень старый спор. Иван Ефремов доказывал, что инопланетяне должны быть похожи на людей. Эти рассуждения пародировал Станислав Лем в одном из путешествий Ийона Тихого.

        У Фреда Хойла, которого здесь поминали, есть роман «Черное облако», где описывается живое и разумное газовопылевое облако, странствующее в Космосе.

        • Rattus:

          Не честнее. В макромире на самом деле разнообразия куда больше чем в микромире. Ряд масс и параметров орбит планет практически бесконечен, а вот таблица Менделеева — очень и очень конечна.

          И мы уже знаем общее распределение элементов во вселенной по частоте.

          Разнообразие низкомолекулярных соединений велико, но вполне конечно и при этом их свойства — вполне поддаются экспериментальному изучению и даже с первого взгляда зачастую становится ясно, что целые классы соединений никак не годятся на роль биополимеров. Либо, в лучшем случае, будут гораздо хуже в этой роли по сравнению с теми, что составляют нас.

          Что же касается Ефремова и Лема, то при всём уважении к ним обоим, тут палеонтолог всё же компетентнее врача — по крайней мере в отношении возникновения двуполости и билатеральной симметрии животных мы можем быть уверены вполне: для этого даже не нужно никуда лететь — достаточно обратить внимание на две параллельные линии сложных животных: первично- и вторичноротых — не смотря на буквально вывернутую наизнанку схему их морфогенеза, общий план строения двустороннесимметричных животных у них по сути один (даже осьминоги — вполне двустороннесимметричные). А вторичная утрата билатеральности приводит и к утрате ЦНС. И всё это вполне объяснимо с элементарных эволюционно-геометрических-экологических соображений.

          Прочие же спекуляции вообще не отвечают принципам научной методологии и в лучшем случае подобны чайнику Рассела, а чаще просто где-то противоречат известным физическим законам и обстоятельствам наблюдаемой вселенной.

  • Юрий Кирпичев:

    Не стоило свысока похлопывать по плечу Уилера: «По мнению авторов данной статьи, это и есть чепуха. Таково наше консолидированное мнение, невзирая на то что статус выдающегося физика Уилером честно заслужен. С кем не бывает…» Поскольку далее эта довольно сумбурная статья приходит именно к его тезисам: не нужна никакая «тонкая настройка» физических параметров, она происходит автоматически и существуют только те вселенные, в которых можем существовать мы. Впрочем, с кем не бывает...

    • Б.Штерн:

      Юрий, зачем передергиваете? Прочтите еще раз внимательно насчет существования разных вселенных.

      • Юрий Кирпичев:

        Как-то я брал интервью у Виленкина в Бостоне, Борис. Потом публиковал статью, посвященную его миру миллиарду миров. Это было лет десть назад, гораздо раньше, чем Вы решили поговорить об антропном принципе...

  • Саша:

    «Но решение было найдено — космологическая инфляция автоматически дает плотность, равную критической.»

    -----------

    Как космологическая инфляция автоматически дает плотность, равную критической?

    Спасибо

    • Борис Штерн:

      Не так просто. Это есть в цитированной книге. Очень грубо: кривизна пространства пропорциональна отклонению плотности вселенной от критической. Это завязано через уравнение Фридмана, которое суть уравнение Эйнштейна для однородной изотропной вселенной. Инфляция раздувает и разглаживает пространство, сводя кривизну к нулю. Следовательно и отклонение плотности от критической сводит к нулю.

      • Саша:

        Спасибо. То есть если еще более популярно, то если раздуть шарик до гигантских размеров(инфляция!) , то двумерная муха на его поверхности будет уверена, что она ползет по плоской эвклидовой поверхности — настолько малозаметной будет кривизна. Так?

        • Борис Штерн:

          Так точно

          • Саша:

            «Но решение было найдено — космологическая инфляция автоматически дает плотность, равную критической.»

            ---------------

            Борис, хотел бы уточнить.

            1)действительно ли речь идет о том, что «автоматически дает плотность, равную критической»? Или она просто объясняет удивительный факт ПОЧТИ плоской Вселенной? И не более того.

            2)я был уверен, что измерения показали, что пространство плоское, но с точностью нескольких процентов, то есть «почти плоское», но точно ничего сказать не можем о кривизне (средней плотности) — нет инструмента точно померять , а из теории ничего не следует

            3)не замкнутость пространства не порождает ли с точки зрения «здравого смысла» непонятную ситуацию : как может родиться (возникнуть) нечто (Вселенная) сразу бесконечной?

            4)и еще раз : «космологическая инфляция автоматически дает плотность, равную критической» — именно так? это следует из неких формул? Чуть подробнее расскажите пожалуйста? Или это было сказано так сказать в полемическом запале? :)

            Заранее спасибо за ответ

  • Саша:

    Плотность энергии вакуума (темной энергии) в нашей Вселенной очень мала — 10–8 эрг/ см3. Именно от этой плотности зависит ускоренное расширение Вселенной. А какой она должна быть из теоретических соображений? Любой, вплоть до планковской плотности — на 120 порядков больше, чем она есть. Каким образом она оказалась столь малой?

    ----------------------

    Если из теоретических соображений (каких?) она может быть любой,то почему вызывает удивление ее актуальное значение?

    • Борис Штерн:

      Потому, что она исчезающе маловероятна

      • ао:

        Некрасивый довод. Любое реализованное значение из континуума вероятностей исчезающе маловероятно, что же ему теперь — не реализовываться вовсе?

        • Борис Штерн:

          Неправильно. Любое точное значение в диапазоне 0.33 — 0.8 *10^120 действительно крайне маловероятно, но их — гигантское число, которые неразличимы по эффекту. Значение около нуля имеет ту же вероятность на тот же интервал, но интервал один такой, при котором вселенная пригодна для жизни

          • Алексей В. Лебедев:

            Мне это напоминает, как креационисты «рассчитывают» вероятность появления жизни из химических соединений и получают исчезающе малые значения. Ну и что? Мы не имеем дела в опыте с безусловными вероятностями. Мы имеем дело с условными вероятностями — при условии, что мы существуем, и мы такие, какие есть.

            • Rattus:

              Сейчас бы назвать Евгения Кунина креационистом. ;~]

              (Хотя он это делал с известными оговорками и сомнениями.)

      • Саша:

        Борис, спасибо. Правда полного понимания нет. Это чисто вероятностный подход? То есть в определенном интервале равновероятно любое значение. А реально значение оказалось на самом-самом-самом краю интервала ... и почти...(ну почти) ноль. Если я правильно понял.

        • Борис Штерн:

          Да, в статье об этом говорится: «Бог играет в кости». Другое дело, если он на костях выкидывает не линейное значение космологической постоянной, а ее логарифм. Тогда вероятность малых значений резко возрастает. Именно так делает инфляция с размером вселенной. Это стало бы рациональным объяснением, но теоретики пока не находят такого варианта

  • Юрий Кирпичев:

    Дорогой Борис! Такие материалы надо готовить основательнее. Это все же не европианские фантазии, как бы ни были они очаровательны. Даже редактор не всесилен...

    • Борис Штерн:

      Юрий, вы сначала прочтите внимательно статью и поищите в ней утверждение "существуют только те вселенные, в которых можем существовать мы. " — как вы написали выше, а потом уже свысока судите авторов

      • Юрий Кирпичев:

        Извините, Борис, но свысока — это о вас с Рубаковым. Уилер — большой ученый и не надо так панибратски--русски себя вести себя: чушь и так далее. Не тот калибр у Рубакова, чтобы спорить с ним. Кстати, я так и не понял, в чем заключаются Ваши тезисы? Вы против антропного принципа или просто так, погулять вышли? Что именно Вы хотели сказать?

        • Борис Штерн:

          Сначала прочтите статью внимательно, и ответьте на вопрос где вы нашли наше утверждение: "существуют только те вселенные, в которых можем существовать мы. " , а потом уже можно порассуждать о калибрах. Заодно и в тезисах разберетесь

  • Юрий Кирпичев:

    Дискутируем с Борисом в личке — не хочу публично хаять его текст. Но все же должен заметить, что Уилер был великолепен не только как физик, но и как литератор — нам всем далеко до него.

  • Юрий Кирпичев:

    Будь Джон Арчибальд Уилер главным редактором газеты «Принстонский вариант — Наука» — стал бы он публиковать такого рода материалы? Не думаю.

  • Почтенные коллеги Борис Штерн и Валерий Рубаков, разрешите в пику персонажу, который уже год как не страдает, а наслаждается манией величия, выразить восхищение вашей статьей. У меня два соображения по ее поводу.

    Первое: связь множественности вселенных, антропного принципа с черными дырами или, скорее, червоточинами. Глянул тут по случаю одну работу А.Д. Сахарова от 1984 г. Его в то время насильно кормили в лечебнице им. Семашко в Горьком. И вот в ней он рассматривает разные варианты вселенных. В том числе и сигнатурой времени больше 1.Он там исходит из антропного принципа и, естественно, приходит к выводу, что для человека подходит только Вселенная с размерностью времени единица. Хотя даже в нашей Вселенной есть места с иной сигнатурой — в Черной дыре. Зато там нет человека. Да и вообще ничего нет. Но вот для других вселенных Сахаров предполагает всякие размерности для времени. И даже полагает, что в них может быть некая жизнь и разум. Вот что значит настоящий демократ!

    Статья Сахарова была опубликована в УФН в 1991 г. спустя два года после смерти академика. КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДЫ С ИЗМЕНЕНИЕМ СИГНАТУРЫ МЕТРИКИ см. ufn.ru/ufn91/ufn91_5/Russian/r915m.pdf

    Вот абзац оттуда:

    В 50 — 70-х годах независимо несколькими авторами была высказана гипотеза, что наряду с наблюдаемой Вселенной существует бесконечное число «других» Вселенных, многие из них обладают существенно иными, чем «наша» Вселенная, характеристиками и свойствами; наша Вселенная и похожие на нее Вселенные характеризуются такими параметрами, что в них могли возникнуть структуры (атомы, молекулы, звезды и планетные системы и т.д.), обеспечивающие развитие жизни и разума. Эта гипотеза снимает многие вопросы типа — почему мир устроен именно так, а не иначе —с помощью предположения, что есть иначе устроенные миры, но их наблюдение недоступно, во всяком случае сейчас.

    ... Поэтому можно предполагать, что число похожих на нашу Вселенных, в которых возможны структуры, жизнь и разум, бесконечно. Это не исключает того, что жизнь и разум возможны также в бесконечном числе существенно иных Вселенных, образующих конечное или бесконечное число классов «похожих» Вселенных, в том числе Вселенных с иной, чем наша, сигнатурой.

    Речь идет о том, что решение уравнений Эйнштейна в ситуации под горизонтом событий дает условный переход пространственной метрики во временную (конец цитаты).

    Стивен Хокинг допустил, что черные дыры могут быть переходами в другие вселенные (ранее об этом писали Новиков и Зельдович). Под горизонтом событий пространство становится одномерным (как время) и точно так же, как время течет всегда только от прошлого к будущему, так и пространственные пути «внутри» черной дыры всегда направлены от сферы Шварцшильда по радиусу в центр, в сингулярность, и не могут уклоняться «по сторонам». С этим еще можно примириться.

    Ну, а что означает обратимое и трехмерное время, приобретшее такие свойства под горизонтом событий? Увы, ответить на этот вопрос затруднительно, разве только предположив, что обратимость времени теоретически и означала бы как раз возможность попадать в другую, «будущую» или «прошлую» Вселенную.

    Мне кажется, тут главная загвоздка не в трех измерениях, а именно в обратимости времени, хотя и трехмерное время может поставить в тупик. Конечно, три измерения и обратимость связаны. Сначала об обратимости. Возвращение в прошлое априорно невозможно — тут стоит на страже принцип причинности. Но точно также невозможно и присутствие в будущем, даже только информационное присутствие, при условии, что потом снова вернулся в свое время.

    Представьте себе, что вы «усмотрели будущее» лет на сто вперед и видите там свою могилу с датами вашей жизни и причиной смерти: автокатастрофа. Но вы ведь живы, когда это видите, вы видите себя мертвого и даже в могиле! Как согласовать этот когнитивный диссонанс? Можно, конечно, вернувшись «в свое время» не ездить в тот злополучный день на машине и умереть «другой смертью». Или вообще прожить эти сто лет. Однако же в будущем уже есть могила с датой катастрофы и смерти. Как быть? Это же выходит вариативное будущее. Как говорил Никита Пряхин, поджигая Воронью слободку: «как захотим, так и сделаем».

    Запретить трехмерность и обратимость времени можно «в жизни». Хотя бы и постановлением Думы. А вот в теории все это есть.

    Имеется весьма специфическое решение для случая коллапса электрически заряженного шара, данное И. Д. Новиковым еще в 1966г., когда вещество после ухода под сферу Шварцшильда сжимается, но на определенном этапе сжатие останавливается, и начинается расширение вещества, которое, однако, происходит «в глубь» черной дыры, в некое новое пространство.

    Структура пространства-времени керровской дыры предстает на диаграмме Пенроуза в виде бесконечного набора пространств-времен различных вселенных, которые связаны между собой черными дырами. Вернее, можно влетать из одной вселенной в черную дыру, а вылетать из нее в другой вселенной, затем можно нырнуть в этой второй вселенной в ту же дыру и вылететь из нее, но не в первой, нашей Вселенной, а в некоей третьей, и так далее…

    Определенный ответ на этот вопрос, на вопрос о том, что происходит «на самом деле», видимо, не может быть дан в рамках «чистой» физики. К ответу примешан натурфилософский или, лучше сказать, сверхфизический довесок, поскольку формальная полнота диаграммы Пенроуза интерпретируется в виде постулирования существования «других вселенных». Но с тем же успехом эти «другие вселенные» можно интерпретировать как нашу собственную Вселенную, только находящуюся либо в далеком прошлом, либо в будущем. И тогда оказывается, что в этой интерпретации вылет из дыры означал бы попадание в прошлое нашей Вселенной. Другими словами, черная дыра является «машиной времени».

    Интерпретация обратимости времени как полет в иные вселенные, никак не связанные с нашей — пока красивое умозрение, хорошо увязанное (что вы показали) с антропным принципом, но без всякой эмпирии. Да и возможны ли наблюдения этих глубоко чуждых народу и ученым вселенных с другой настройкой физических констант, например , с такой, когда для фиксации их, условно назовем «фотонов», у нас в принципе не будет приборов, ибо наши приборы работают на земной физике нашей Вселенной, а в тех вселенных происходит черт-те что.

    Вторая тема — закон сохранения информации в черных дырах и весьма нетривиальные выводы о пакибытии лучших умов землян. Перспективы лучезарные. Об этом — отдельно.

  • res:

    Мы можем проводить измерения внутри другой вселенной (пришлось написать с маленькой буквы, раз пошла такая пьянка )) )?

    • Борис Штерн:

      Никоим образом. Хотя есть спекуляции, что две вселенные может соединять проходимая черная дыра и т.п.

      • res:

        Представляется, что рассуждения в числе вселенных за непроходимым барьером не менее спекулятивны. Хотя это вопрос вкуса. Впрочем как и размерность 26, следующая из замечательного наблюдения, что:

        1+2+3+4+... ?=? Дзета(-1) = -1/12

        Объясните это человеку, который не изучал глубоко ТФКП и ТЧ и недостаточно полюбил соответствующую функцию Римана ))

        • Борис Штерн:

          Не понял какое число? Если есть вечная инфляция, то число вселенных бесконечно. Спекуляции есть про число разных вакуумов. Это комбинаторика в теории струн — то есть математика, а не физика.

  • res:

    Бесконечная инфляция бесконечного числа вселенных это пока никак не физика. С этим на кафедру марксистко-ленинской философии или как она теперь называется. ))

    • Борис Штерн:

      Это следует из уравнений ОТО с учетом квантовых флуктуаций вакуума. Так что вполне физика.

  • Алексей Мельников:

    Очень интересный материал. Красиво, сочно и умно написанный. В равной степени любопытна дискуссия постфактум. Хотя местами и не по зубам гуманитариям. Не берусь спорить с уважаемыми физиками, но показалось, что они всё-таки очень быстро разделались с сильным антропным принципом. С той же сентенцией Уилера: "Наблюдатели необходимы для обретения Вселенной бытия». Стоит ли сводить ее к тезису, что возможны только такие вселенные, в коих соизволит находиться разумный наблюдатель? Речь скорее всего идёт об истинности наших умозаключений. В том числе — и в отношении астрофизических закономерностей. В формуле Уилера легко прослушивается голос Хайдеггера:

    "законы Ньютона и всякая истина вообще истинны лишь пока есть присутствие». А в тезисах Хадеггера в свою очередь улавливаются Кантовское мотивы. Сильный антропным принцип на то сильный, что легко с ним не разделаться.

    • Rattus:

      >показалось, что они всё-таки очень быстро разделались с сильным антропным принципом

      Потому что телеологический подход в принципе противоречит научной методологии.

      Тут хоть физики, хоть биологи будут его отвергать с порога. Иначе они физиками и биологами быть перестанут, а станут теологами.

  • Денис Н.:

    Не очень понятно, почему антропный принцип считается чем-то вполне законным, когда речь идет о множественных вселенных, и объявляется капитуляцией, когда речь идет об объяснении плотности энергии вакуума. На первый взгляд, в обоих случаях антропные соображения представляются гипотезами примерно одного уровня сомнительности (тем более, между этими случаями, вероятно, есть какая-то взаимосвязь). Может быть, Борис Штерн пояснит подробнее, в чем тут дело.

  • archimed:

    К вопросу об антропоморфности подошли с позиций 2-х теорий. Одна предполагает наличие множества параллельных Вселенных и где-то ошибается на 120 порядков. Другая оперирует невообразимым 11-мерным пространством и имеет 10500 вариантов.

    В элементарной физике существует понятие «параллельные и последовательные соединения».

    Почему вместо параллельных Вселенных нельзя рассматривать последовательные. Тогда эксперимент может повторяться хоть 10500 раз, но длительно существует только одна, в которой получилось удачное стечение обстоятельств. Но она тоже не вечная (нарастание энтропии и пр.)

    В этом случае время бесконечно, что естественно и не требуется космологическая инфляция и пр., так как процесс образования и исчезновения (с сохранением энергии) Вселенных может быть любых размеров. До осмысления бесконечных размеров (что тоже естественно) мы еще не готовы видимо.

    • Rattus:

      >Почему вместо параллельных Вселенных нельзя рассматривать последовательные.

      Потому что будущее вселенной пока не определено. Если расширение будет ускоряться, то через пару десятков миллиардов лет произойдёт «большой разрыв» и всё.

      • archimed:

        ...и после этого «большого взрыва» образуется следующая Вселенная, в которой «антропный принцип» может не сработать.

        • Rattus:

          Не взрыва, а разрыва! Это совсем другое состояние вселенной. Там не из чего взрываться уже.

          Новые БВ же возникают бесконечно по «фронту» бесконечно инфлирующей мультивселенной. Но никак уже друг с другом не взаимодействуют.

          Почитайте А.Виленкина, хотя бы.

          • archimed:

            Статью Виленкина читал давно в журнале «В мире науки», не понравилось. В гиперинфляции с увеличением размеров до огромных масштабов с неизменной плотностью неизвестной сущности (не будем называть это материей, так как она образуется потом) только ради того, чтобы нужные размеры Вселенной – это есть не сильный, а колоссальный антропный принцип, без которого вообще бы ничего не было. Если предположить, что бога нет (хотя с этим многие не согласны), то зачем, извините, матушке природе так корячиться. Надо уже согласиться с тем, что в природе нет ничего одноразового, а также и двух- и более разового. В ней либо ничего нет, либо это бесконечно. Это относится к количеству галактик, звезд, планет, в том числе обитаемых, к количеству взрывов и Вселенных. Только в последнем случае есть более естественный, с точки зрения природы, вариант – это бесконечная по размерам Вселенная. Что никак не мешает ей расширяться, сжиматься, взрываться и пр.

  • Как известно, естественные науки отвечают на вопрос как «это» устроено, но не отвечают на вопрос, зачем, для какой цели. На такие вопросы отвечает философия, а также метафизика и религия. Но вот антропный принцип, который оказался на границе между наукой и философией одной своей стороной как раз отвечает на вопрос о том, для какой цели существует Вселенная. Так сказать, ретроспективным методом, методом черного ящика можем сказать, что если на выходе при известной эволюции Вселенной появился разум, то это и было целью Вселенной. Вот той самой, нашей, со всеми ее константами и тонкой настройкой.

    Остальные 10 в 500 степени вселенных, если там нет такой настройки и они не породили разума, можно считать производственными отходами. Между прочим, это число, следующее из пока сомнительной теории струн , является безумными, Всех элементарных частиц в нашей Вселенной всего-то 10 в 80 степени, а 10 в 500 — это число, которое ничему не соответствует. У него нет денотата, референта. Это величина, способная оборвать любые струны. Физика вообще то избавляется от актуальных бесконечностей, они ее обессмысливают, так что пришлось изобретать искусственный способ перенормировки, чтобы извиться от расходимостей при вычислении масс элементарных частиц. А 10 в 50 степени — это хоть и не математическая, но вполне практическая бесконечность. Посему ограничимся нашей Вселенной с ее 10 в80 степени частицами. И зададим еще раз вопрос: для чего она создана? Итак, мы знаем ответ из антропного принципа : ради человека. Это явно религиозная идея. Но антропный принцип признается и наукой, ибо подбор мировых констант и тонкая настройка Вселенной — это наблюдаемый факт. Без этой настройки он не был бы наблюдаемым, ибо не было бы наблюдателя. Как когда-то выразился космолог А.Л. Зельманов: "Мы являемся свидетелями процессов определенного типа потому, что процессы другого типа протекают без свидетелей''.

    +И вот что отсюда следует? А вот что. Если Вселенная создана ради человека, то тогда просто не может быть, чтобы человек, точнее, его Я, его сознание и самосознание ушли бы в небытие без всякого следа. Если без следа, то зачем он был создан, ради чего существовал? Чтобы «превратиться в углерод»? Это ответ Миши Берлиоза и он был посрамлен. Нет, исчезновение разума без всякого следа для Вселенной безнравственно, преступно и просто отвратительно. И душа с этим не мирится, и все религии говорят о вечности души, а тут еще и наука антропным принципом подсказывает, что не просто так сияют звезды и расширяется Вселенная, а только ради того, чтобы мог существовать человек. Его Дух и Сознание. Значит — бесследно такое свершение исчезнуть не может.

    Сознание древних как-то нащупывало мысль, что идеи, мышление столь уникальны, что не могут кануть в небытие. Платон просто постулировал идеи вечными и первичными.

    Какие-то наброски об этом есть в буддизме. Там по достижении полного просветления архат впадает в паринирвану, окончательное угасание, которую никак нельзя определить (ни жизнь, ни смерть, ни то и другое вместе, там нет движения, но нет и покоя, ни обоих вместе и пр.). Проще — сознание архата (атман) сливается с мировым разумом (брахман), становится его частью. Не отделимой и не слиянной, прямо как ипостаси троицы. Это та идея, за которую Льва Толстого отлучили от церкви.

    Вечная жизнь христианства тоже есть мерцающая во глубине темных веков догадка о том, что сознание неуничтожимо.И у Гегеля сознание человека после познания абсолютной истины возвращается к себе в отрефлексированном виде и далее вечно блаженствует во всей славе.

    Я бы даже рискнул сформулировать Закон Сохранения Разума. Он имеет точно такой же статус, как прочие законы сохранения. Закон этот гласит: раз возникнув, разум не может исчезнуть, но может только перейти из, например, своего носителя-мозга в информационное мировое поле.

    Видимо, сознание человека (тот самый буддистский атман) соединяется с мировым информационным полем. Но это не уход в вечность. Информационное поле хранит сведения о прошлом Вселенной, но также и предначертания о ее будущем. Миллионы, миллиарды, а то и триллионы человеческих сознаний, ставших составными частями этого мирового информационного поля, цветными камешками в грандиозной мозаике мироздания, не просто хранятся в неизменном виде, а именно продолжают действовать, то есть управлять и направлять Вселенную. Вот там они и сохраняются как личности. При этом наши души будут жить во времени и действовать, то есть обладать полным бытием. Как на общем собрании на агоре в древних Афинах, где голосованием принимались важные для полиса решения. Пока все эти части информационного поля решили, что Солнечная система в таком виде как сейчас будет существовать еще не менее 4 миллиардов лет, а Вселенная — некие невообразимые сотни миллиардов.

    Все сказанное относится в нынешнему состоянию Вселенной. Согласно теории темной энергии по прошествию чудовищного времени в десятки или даже сотни миллиардов лет эта темная энергия (она работает как отталкивающая сила) разорвет в итоге все сущее (в том числе, элементарные частицы) на хаотичную смесь фотонов, где уж точно любая информация исчезнет. Ну, там будет иная физика и вообще темень кромешная и скрежет зубов.

    То есть, это своего рода ад. Нам до него не дотянуть, хотя и заслужили.

    Между прочим, имеется и закон сохранения информации,который ввел в научный оборот биофизик Питер Медавар (Peter Medawar)в 1984 г.

    Исчезновение информации о попадающих в черную дыру объектах противоречит законам квантовой механики, однако до сих пор не могли объяснить, что с ней в таком случае происходит.

    Именно это как бы исчезновение причиняло беспокойство Хокингу и другим космологам в связи с черными дырами. Сасскинд давно утверждал, что исчезновение информации в черной дыре нельзя согласовать с законами квантовой механики. При попадании в черную дыру информация об объектах не исчезает и остается внутри. А на поверхности горизонта событий черной дыры она хранится в форме голограммы. Видимо, после полемики с Сасскиндом Хокинг предположил, что вся информация сохраняется в виде супертрансляций — голограмм поглощенных черной дырой частиц.

    Да, можно постулировать существование некоего мирового информационного поля. То, что Гегель называл Мировым Разумом или Абсолютной идеей. Или то, что можно назвать замыслом Вселенной, законами природы, будущим ходом истории мира.

    Информационное поле — это, конечно, пока выдумка, фантазия. Но в принципе его можно было бы связать с темной материей, с метрикой Вселенной, с ее флуктуациями, в которых кодируется информация. Во всяком случае, сочиненное информационное поле гораздо лучше гнусной черной дыры. Признать его или нет — дело конвенции. То есть, если бы от признания нами некоего поля все больные раком выздоровели, то мы бы его признали. Само выздоровление (или, скажем, воcкрешение) и было бы тем самым experementum crusis.

    Таким образом, человечество ( и отдельный человек, его сознание) никуда не исчезнет, а будет в соответствии с законами природы (а то и меняя их) управлять ходом Вселенной. Вместе с сознаниями-вкраплениями всех инопланетчиков, если таковые существуют. Столько времени, сколько решат на своем общем собрании. И сколько Бог даст.

    Вполне оптимистическая идея. Как видите, спасение от небытия, от этого проклятия бренного тела, вполне возможно. Но в это нужно очень верить.

    P.S. Почтенные коллеги Борис Штерн и Валерий Рубаков, вы своими трудами вполне заслужили быть в мировом штабе по управлению Вселенной. И пока штаб работает, наша Вселенная живет.

  • Сергей:

    Т.е. 1. Есть бесконечное кол-во вселенной. 2. Всё что угодно может быть в какой-нибудь одной из вселенной. 3. Вполне логично, что в одной из них завелась т.н. разумная жизнь, являющейся частным случаем «всего чего угодно».

    Неясно, работает ли наш тервер в тех вселенных, может у них там свой.

  • Ричард:

    nautil.us/issue/44/luck/t... -of-the-universe

    Вот статья в американском журнале. Интересно сравнить!

  • Ричард:

    Вот неожиданный взгляд на тему:

    inosmi.ru/science/20170316/238883471.html

  • По поводу мультиверса в свое время много писал Александр Виленкин (и о нем писали), директор Института космологии в Университете Тафтса (Бостон). Как вы, уважаемый Борис Евгеньевич, относитесь к его идее, которую я ниже очень кратко воспроизведу (вместе с некоторыми собственными соображениями).

    Его физическая логика вроде бы безупречна: имеется факт расширения Вселенной.

    Начальный этап расширения лучше всего описывается теорией вечной инфляции. Она, в свою очередь, приводит к идее множественности других Вселенных. А так как их бесконечное количество, то в них должны реализовываться все возможные конечные состояния и комбинации из элементарных частиц, атомов, молекул, животных, людей... В том числе и все возможные варианты историй с этими людьми. А также те истории, которых у нас никогда не было. А еще истории не с людьми, а с какими-то иными носителями разума. И даже с носителями безумия.

    Как можно было бы подтвердить то, что Вселенных бесчисленное количество? Или хотя бы много? Да что там много — хотя бы еще одна, кроме нашей? Читаем строки Александра Виленкина:

    «К сожалению, путешествия в другие пузыри невозможны. Даже забравшись в космический корабль и двигаясь почти со скоростью света, нам не угнаться за расширяющимися границами нашего пузыря. Так что мы являемся его пленниками. С практической точки зрения, каждый пузырь является самодостаточной отдельной вселенной, у которой нет связи с другими пузырями. Но если нельзя добраться до других пузырей-вселенных, как же убедиться, что они действительно существуют? Одна из впечатляющих возможностей — наблюдение за столкновением пузырей. Если бы другой пузырь ударился в наш, это оказало бы заметное воздействие на наблюдаемое космическое фоновое излучение. Проблема, однако, в том, что столкновения пузырей очень редки, и не факт, что такое событие случалось в пределах нашего горизонта».

    Выступая в Бостоне Виленкин уточнил, что за истекшие 14 миллиардов лет бытия нашей Вселенной ни одного столкновения с другим пузырем-Вселенной не было (то есть, нет никаких следов этого столкновения в изотропном излучении).

    А ведь на ранних этапах Большого Взрыва вероятность столкновения была гораздо больше, чем сейчас. Да, уважаемый Виленкин сказал больше, чем нужно. Ведь это означает, нет никакой возможности экспериментально подтвердить теорию множественности вселенных. Равно как и опровергнуть. Вот последнее — самое грустное. Ибо, согласно принципу фальсификации Поппера, если некую теорию нельзя опровергнуть, то есть, указать пределы ее применимости, то она не является научной.

    Однако примем на веру то, что Вселенных бесконечно много. И что в каких-то из них есть наши клоны, в точности повторяющие нас и наши действия, нашу судьбу. При этом есть и те, которые повторяют нашу судьбу со сдвигом во времени. Скажем, идут на шаг впереди. Этот шаг может быть любым — есть цивилизации, ушедшие на день вперед по сравнению с нами, а есть — на год.

    Есть — на 10, 100, 1000 лет вперед. А есть отстающие на любой шаг. Ведь все мыслимые состояния, коих 10 в степени 10150 (это цифра Виленкина) с неизбежностью реализуются в бесконечном числе Вселенных. Их (Вселенных) даже имеется с неисчислимым запасом. Их больше, чем возможных состояний.

    То есть, значительная часть миров бесполезна и не нужна. Причем, не просто значительная часть — она, эта часть, тоже бесконечна.

    Гут, а за ним и Виленкин одним из достоинств теории инфляции полагают, что она избавляет Вселенную от сингулярности в начале ее Большого Взрыва. Как пишет Виленкин: «Гут предположил, что в ранней Вселенной было некоторое количество такой материи.

    Много ему не требовалось: достаточно было крошечного кусочка».

    Видите? В начале Вселенной у Гута не сингулярность, а пусть маленький, но кусочек материи. В виде некоего ложного вакуума. Во всяком случае, не физически бессмысленная сингулярность. Да, но какой ценой Гут и Виленкин избавляются от сингулярности? Ценой появления бесконечного числа Вселенных!

    Вместо бесконечностей в сингулярности мы имеем бесконечные Вселенные!

    Как говорится, поменяли шило на мыло, фамилию Карбонкль на Корзинкль, а дьявола на сатану.

    Виленкин ловко пинает антропный принцип: есть, говорит он, куча других Вселенных, где иной подбор констант. В них нет никакого разума, нет его носителей, да и молекул с атомами нет. Даже простых фотонов нет. Черт его знает, что там есть. Никакого контакта с такими Вселенными нет в принципе, так что придумывать можно все, что угодно. В том числе и то, что в тех Вселенных не действует ни закон причинности, ни закон сохранения энергии. Итак, взамен подозрительного для Виленкина антропного принципа он вводит вселенные, о которых ничего нельзя сказать, кроме того, что они существуют.

    Да и это никак нельзя ни доказать, ни опровергнуть.

    Есть еще одна цена, которую Виленкин платит за существование наших клонов.

    Это этическая (хотя она же и религиозная) идея об уникальности человека.

    Если каждого из нас много, тем более, бесконечно много, то ценность любого из нас равна нулю. Есть ли некий человек, нет ли его — от бесконечности не убудет.

    Говорят, папиллярный узор на пальцах неповторим. Цвет радужки глаза. Форма уха. Тем более — набор генов. А тут целая личность с ушами, генами и всеми пальцами, оказывается, размножена до бесконечных величин. И все одинаковые, как один.

    Так ведь, по Виленкину, одинаковые — это ведь совсем в других Вселенных. Не в нашей. Ну, в других — пусть себе будут. Все равно с этими другими нет и в принципе не может быть никакой связи. Посему, есть они или нет — не имеет значения.

    Из чисто теоретических и космологических соображений невозможно отдать предпочтение идее уникальности или идее множественности миров. Однако в последнее время американский космолог Меттью Клебан и ряд его коллег предположили, что если миров бесконечное число, то имеется отличная от нуля вероятность столкновения их «начальных пузырей» в момент Большого взрыва, и тогда эти столкновения должны проявляться и наблюдаться, как некие концентрические окружности с небольшим различием температуры в центре и по краям, и небольшой поляризации в равномерном изотропном излучении. Вроде как предлагается хотя бы мысленный эксперимент, дается прогноз, который позволит сказать: да, вот есть эмпирическое подтверждение теории. Виленкин очень надеется на данные, которые получит космический телескоп «Планк». Я думаю, что никаких кругов никогда не откроют. А если и откроют, то всегда найдутся альтернативные объяснения, без апелляции к бесконечным вселенным с клонами. Ибо уникальность нашей Вселенной будет принята как космологическая истина именно из-за этических соображений. Из тех же, из каких Кант дал свое шестое доказательство бытия Бога.

    И согласно этой этике — мы уникальны и единственны!

    Да будет так, ибо это — хорошо.

    • Ричард:

      «Это этическая (хотя она же и религиозная) идея об уникальности человека.»--скорее уж гносеологическая: умножать Вселенные без необходимости. Да и экономическая тоже (вспомните эпиграф к «Гравитации»).

    • Б.Штерн:

      Валерию Лебедеву: Теория инфляции и антропный принцип у Виленкина изложены совершенно адекватно. Хотя другое его утверждении — о дискретности вселенных, весьма сомнительно. У него получается, что вселенные (с конечным вариантом дискретных реализаций) при их бесконечном числе неизбежно повторяются, так, что где-то живет его двойник. Я думаю, что история вселенных континуальна и в счетном множестве вселенных повториться не может. Хотя простых очевидных аргументов тут нет, покуда нет квантовой гравитации

      • Ричард:

        « покуда нет квантовой гравитации», рассуждать о многих вещах-дело рискованное. Легко оказаться похожим на завсегдатаев парижских салонов, рассуждавших «о магнетизме» 200 лет тому назад...

  • Rattus:

    Спасибо за краткий и ясный компендиум от специалистов по этой «скользкой» теме, Борис Евгеньевич. И, пользуясь случаем, поздравляю Вас с днём рождения! :~]

    Если сочтёте возможным написать комментарий с собственным мнением по поводу нижеприведённых мыслей — буду очень благодарен.

    Сам давно интересуюсь этой темой в качестве хобби, поэтому любопытно было больше почитать об отношении специалистов к этой теме, поскольку факты мне уже были известны по книге того же Александра Виленкина и прочим источникам.

    И у меня, как стороннего наблюдателя — не физика, в итоге сложилось несколько специфическая картина мира в этой области. Начиная с той же пресловутой квантовой механики, что и вы в статье упоминаете: я вообще не вижу в её интерпретации никакой «проблемы наблюдателя» — мне со стороны видится, что мы просто дошли до «Дна Мира», где «кванты действия» и есть те самые «биты» и «пиксели», его составляющие — хотя и не такие примитивно-дискретные, как у нас в компьютерах, но столь же неделимые «изнутри». И «Дно» это оказалось зеркальным — отражая все наши действия, включая и наблюдательные — да и вряд ли в принципе оно как-то могло выглядеть иначе — или это было бы ещё менее естественно и странно.

    Квантовая неопределённость для меня сродни невозможности рассмотреть в зеркале край собственного глаза — никто на этом факте никакой мистики не строит ведь. Так чем же квантовые явления хуже?..

    Теперь по поводу мировоззренческого аспекта: мне кажется, что вопрос «антропности» в космологии и теорфизике поднимается всё же объективными причинами: чем дальше, тем всё сильнее склоняют к нему получаемые данные, а теорий, разрешающих их, и при этом доступных экспериментальной проверке, напротив — очень немного. И обязательно если не сегодня-завтра, то послезавтра (когда будут запущены все планируемые сегодня мегаколлайдеры и мегателескопы) вполне может встать вопрос о том, что дальнейшее углубление в физику станет невозможно технически (не говоря уже о затратах). И обоснование необходимости постройки новых мегаинструментов всё более начнёт напоминать чаепитие у Болванщика из Алисы в Стране Чудес — с пересаживанием на новое место, пока стол не закончится.

    Безусловно — пока такой момент не настал и затраты на науку несопоставимо малы хотя бы с теми же спортивными чемпионатами, продолжать движение вглубь нужно. Но долго ли это продлится — даже не экономически, а именно технически? HL-LHC, FCC, eLISA... А потом?

    Если в итоге объясняющая-объединяющая теория не будет найдена — то есть ли тут какой либо иной рациональный методический выход, кроме «капитуляции» в антропность с неизбежной фиксацией всей полученной на тот момент картины в виде «догм»? Понятно, что это — конец теорфизики/космологии, но я, не будучи физиком, не вижу в этом большой трагедии — в этой вселенной всё когда-нибудь заканчивается — и самая фундаментальная наука не обязана быть каким-то исключением (более того — было бы странно обратное).

    В конце-концов, если физики не найдут единого объяснения для всех фундаментальных параметров вселенной, для них это будет печально, но со стороны вполне извинительно — ведь вселенная в целом — единичный объект по определению — «всё связное, доступное наблюдению» — и она никому не обещала удовлетворить наши теоретико-эстетические требования к минимальности её объяснения и выстроиться в какую-то «шеренгу по одному» по какому-то параметру. Даже то, что мы знаем о ней сегодня — поражает красотой неизбыточности.

    Иначе обстоит дело с этой пресловутой ошибкой наблюдателя (которую как раз и назвали зачем-то «слабым антропным принципом» применительно к фундаментальным наукам) в теорбиологии: мы точно знаем, что за пределами нашей звездной системы есть звезды и планеты физически и химически очень похожие на нашу. Но биосфера нам известна только одна — наша собственная.

    Методологический принцип неуникльности/повторяемости любых фундаментальных явлений в наблюдаемой вселенной требует, чтобы жизнь в ней также была явлением неуникальным — и у нас ещё остаются некоторые возможности решить этот вопрос — те же биомаркеры в атмосферах экзопланет. Но если не смотря на все усилия, в радиусе, технически доступном наблюдению, никаких достоверных показателей биомаркеров выявлено не будет, и химиками не будет показан весь реальный путь абиогенеза, то биология методологически навсегда останется такой же в основе своей описательной наукой, как история и социология. Собственно так по сути и поставил вопрос ребром в последней части своей книги Евгений Кунин.

    Такой исход будет куда более печальным фактом на мой пристрастный взгляд молмикробиолога.

    • Владимир Аксайский:

      «…ведь вселенная в целом — единичный объект по определению…»

      Уважаемый Rattus, похоже, Вы заглядываете в неизведанную глубину определений. Кстати, уважаемый Борис Штерн однажды уже комментировал «единичный объект» Роберта Бартини – вполне прозрачно. :)

    • Б.Штерн:

      2Rattus: Такая неприятность вполне маячит на горизонте. Планковские масштабы прощупать невозможно. Единственная надежда — непротиворечивая теория, которая дает правильную проекцию на физику низких энергий. Но эта теория может оказаться (а в случае теории струн оказывается) чудовищно сложной не в идеологическом, а в математическом плане

  • Владимир Аксайский:

    Статья понравилась. Изумляет и радует эволюционная динамика журналистского творчества тандема Рубаков^Штерн – круче, чем экспонента. Авторское видение антропного принципа в сочетании с идеей бесконечного множества вселенных кажется заманчивым – необъятное поле для физических аналогий и новых теоретических конструкций – есть над чем плодотворно поработать.

    И, похоже, допускает расширение — родное и привлекательное для химиков, биологов, социологов, политиков… — в общем, для представителей всех известных сейчас иерархических уровней социальной жизни.

    Поясняющая картинка – человек строит дом. Физик, например, увидит интересные проблемы обычной и квантовой статистической механики строителя и материалов. Все остальные увидят эти же объекты в контексте своих профессий. Дуализм волна-частица кажется детским лепетом перед такой многогранностью. :)

    В общем, опыт и наблюдения нам говорят – любая форма Жизни изо всех сил, безостановочно, в соответствии с беспощадным принципом максимальной геохимической деятельности переделывает Мир под себя. Мы не исключение – переделывая Мир под себя – переделываем его вместе с сотнями миллиардов наших клеточек-вселенных, а заодно и со всеми нашими симбионтами и паразитами. Разумеется, каждая наша дискретность переделывает его под себя, из своих шкурных интересов. И потом удивляется – почему Мир подчиняется еётропному принципу? :)

    • res:

      Да уж, вместо того чтобы множить не наблюдаемые вселенные, было бы разумнее заняться теорией самоорганизации. Не менее IMHO интереснее и гораздо практичнее. Хотя, подозреваю, просто нет математики для этого. Нелинейности одни ))

  • Алексей Мельников:

    Не думаю, что теология тождественна сильному антропометрические принципу. Последний всё-таки пребывает в лоне науки, где, собственно, обитают и физики, и биологи. О теологии тоже самое утверждать не берусь. Хотя, если речь идёт об отношении физиков к божественной сущности, то оно, это отношение, как показывает жизнь, не всегда столь категорично-скептическое, как может показаться. Или — как хотелось бы видеть. Не только уже упомянутый здесь Эйнштейн, но и Макс Планк, Давид Гильберт, и даже такой завзятый скептик , как Ричард Фейнман, весьма осторожно высказывались на эту тему. «Для религии Бог стоит в начале всякого размышления, — продолжает Макс Планк, — а для естествознания – в конце. Для одних он означает фундамент, а для других – вершину построения любых мировоззренческих принципов». На них стартуют законченными скептиками, а финишируют – начинающими богословами.

    • n11:

      «Последний всё-таки пребывает в лоне науки»

      На чем основывается это утверждение?

      • Алексей Мельников:

        Тут можно подискутировать на тему: « а что такое, собственно, наука вообще?»

        • n11:

          Можно подискутировать, но у вас видимо есть какое-то мнение на этот счет коль скоро вы утверждаете, что антропный принцип «пребывает в лоне науки»

  • wandarer:

    Термин вечная инфляция не совсем удачен для состояния из которого возникла Вселенная, так как предполагает объемлющую Мульти-Вселенную, которая развивается по таким же законам как и наша. Скорее вечная инфляция это продолжающееся расширение нашей Вселенной. В Мульти-Вселенной происходит лишь процесс перехода частицы-вселенной из виртуального состояния в реальное и такой процесс как показал Хоккинг в своей последней статье не сопровождается появлением других вселенных.

  • Сергей:

    Антропный принцип, как физическая идея, есть пример того, в каком направлении стало развиваться естествознание, когда в 20 веке наука стала массовым профессиональным занятием, финансируемым налогоплательщиками. Плохо, конечно, когда ученые говорят, что не знают, в каком именно варианте из 10**500 вакуумов мы живем, но к этому налогоплательщик уже привык и даже млеет от приятного ужаса перед телевизором, слушая вдохновенные рассказы естествоиспытателей об экспоненциально раздувающихся пузырях.

    • Ричард:

      Вы путаете АП и мультиверс, Брендона Картера и виленкиных, Метафизику и гРАФОМАНИЮ.

    • archimed:

      Налогоплательщик уже подготовлен ко всему. А все начиналось с эквивалентности гравитационной и инертной масс. Потом Вселенная стала расширяться от большого взрыва. Затем появилось огромное количество темной материи и темной энергии, черные дыры и прочее. Теперь вот гиперинфляция и 10**500 параллельных Вселенных. И все это в полном соответствии с общепризнанной и всесторонне обоснованной теорией.

  • Алексей В. Лебедев:

    Кстати, не следует переоценивать «антропность» антропного принципа. Если бы во времена динозавров какая-то их ветвь обрела разум, они могли бы рассуждать о динозавровом принципе, что Вселенная создана так, чтобы привести к процветанию динозавров. Но потом они вымерли. Если и мы вымрем, а спустя какое-то время нам на смену придут разумные кошки или собаки, или даже разумные осьминоги, вышедшие на сушу, они могут рассуждать о кошачьем, собачьем или осьминожьем принципах.

    • res:

      А можно остаться разумным осьминогом в воде? ))

    • Борис Штерн:

      2 Алексей Лебедев. Вам важно название или суть? Суть их принципа будет абсолютно такой же. Им для существования надо точно то же самое. Даже для европиан подо льдом Европы надо почти все то же самое

      • Алексей В. Лебедев:

        Да мне-то все равно, потому что я понимаю, о чем речь. А тут даже по комментариям видно, что многие трактуют этот принцип в религиозно-мистическом ключе, как-то именно вокруг человека как венца творения.

  • А_Ланов:

    Вселенная не может к настоящему времени уже просуществовать бесконечно. Если последовательность безначальна, это вовсе не означает, что ее начало находится в «минус бесконечности» — это означает, что начала нет принципиально. Из этого следует, что нельзя находится в текущем моменте такой последовательности, поскольку для этого должен закончится бесконечный период времени, что невозможно по определению. А раз уж мы с вами в текущем моменте таки находимся, значит до него прошло не бесконечное время, и следовательно, Вселенная имеет Начало, «до» которого не было ничего, включая и само понятие «до».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com