Брайан Грин - Скрытая реальность. Параллельные миры и глубинные законы космоса
Книга, которую вы сейчас держите, в чём-то похожа на метафорическую книгу природы. В этой последней главе я бы с радостью хотел свести всё воедино и ответить на самый главный здесь вопрос: вселенная или мультивселенная? Но я не могу. Таков характер исследований, происходящих на переднем крае науки. Вместо этого я предлагаю рассмотреть, в каком направлении могла бы далее развиваться идея мультивселенной, а также подчеркнуть её статус в настоящий момент. Для этого позвольте озвучить пять центральных вопросов, которые будут занимать внимание физиков в последующие годы.
Фундаментальна ли модель Коперника?
Закономерности и модели, проявляющиеся с очевидностью в наблюдениях и в математике, очень важны для формулировки физических законов. Также поучительны модели иного сорта, касающиеся природы физических законов, принимаемые каждым последующим поколением. Эти модели отражают то, как научное открытие меняет точку зрения человечества на его место в космическом мироустройстве. В течение приблизительно пяти столетий превалировала коперниканская точка зрения. Всё вокруг, от восхода и заката солнца, движения созвездий по ночному небу, до ведущей роли, которую каждый из нас играет в своём внутреннем мире, всё указывает на то, что мы являемся центром, вокруг которого вертится космос. Однако объективные методы научного исследования постоянно вносили коррективы в эту точку зрения. Раз за разом мы убеждались, что если бы человечество вдруг исчезло, то устройство Вселенной вряд ли бы изменилось. Нам пришлось отказаться от своей веры в то, что Земля занимает центральное место в обществе своих соседей, а Солнце находится в центре галактики, а Млечный Путь — в центре всех галактик, и даже отказаться от того, что протоны, нейтроны и электроны — то, из чего мы сделаны, — это центральные ингредиенты в космическом рецепте. Было время, когда выступления против укоренившейся коллективной мании величия рассматривались как прямая угроза человеческим ценностям. Но со временем просвещённость стала цениться более высоко.
На протяжении всей книги мы двигались к тому, что можно назвать апофеозом скорректированной системы Коперника. Наша Вселенная может и не быть центральным элементом в космическом мироустройстве. Так же как наша планета, звёзды и галактика, наша Вселенная может оказаться лишь одной из великого множества вселенных. Идея о том, что картина реальности, основанная на понятии мультивселенной, расширяет и, возможно, завершает коперниковскую систему, весьма любопытна. Но ключевой факт, который возвышает концепцию мультивселенной над пустыми спекуляциями, состоит в следующем. Нельзя сказать, что учёные целенаправленно работают над тем, чтобы расширить революционные взгляды Коперника. Они не вынашивают в своих затемнённых лабораториях планы по шлифовке картины Коперника. Вместо этого учёные занимаются тем, чем занимались всегда: на основе полученных данных и наблюдений они выдвигают математические теории для описания фундаментальных составляющих вещества и сил, которые контролируют их поведение, эволюцию и взаимодействия. Примечательно, что прилежно следуя логике этих теорий, исследователи наталкиваются то на одну возможную мультивселенную, то на другую. Прокатитесь по любой из наиболее оживлённых научных магистралей, будьте минимально бдительными — и вы увидите неплохой набор разнообразных потенциальных мультивселенных. Избежать их гораздо сложнее, чем с ними встретиться.
Возможно, в будущем исследователи по-другому расценят развитие коперниковских взглядов. Но пока дела обстоят так, что чем больше мы понимаем, тем менее центральным оказывается наше положение. Если научные исследования, которые мы обсуждали выше, будут и дальше указывать нам на мультивселенный сценарий, то это станет естественным шагом в завершении коперниковской революции спустя пятьсот лет развития.
Могут ли быть проверены научные теории мультивселенных?
Хотя концепция мультивселенной хорошо ложится на коперниковскую философию, она качественно отличается от нашего предыдущего отступления от центра. Привлекая миры, которые, возможно, нам никогда не удастся исследовать — либо с желаемой точностью, либо, в некоторых случаях, вообще никак, — мультивселенные воздвигают, по всей видимости, значительные барьеры для научного познания. Независимо от точки зрения на место человечества во Вселенной, мы придерживаемся того широко признанного предположения, что посредством аккуратно выполненных экспериментов, наблюдений и математических вычислений, наша способность к расширению границ познания неограниченна. Однако если мы являемся частью мультивселенной, то разумно ожидать, что в лучшем случае мы можем изучить нашу Вселенную, наш небольшой уголок космоса. Но более всего удручает то, что привлекая идею мультивселенной, мы попадаем в область непроверяемых теорий — теорий, основанных на историях из разряда «это так, потому что так», объясняющих всё, что мы наблюдаем, утверждениями типа «это случилось, потому что случилось».
Однако, как я уже излагал, концепция мультивселенной гораздо изящнее. Существуют различные способы получения проверяемых предсказаний в теории с мультивселенной. Например, хотя конкретные вселенные, составляющие некоторую мультивселенную, могут значительно различаться, у них могут быть общие свойства, поскольку они возникают из одной теории. Если нам не удастся обнаружить эти свойства с помощью измерений, проводимых здесь, во Вселенной, где мы живём, это покажет, что гипотеза мультивселенной неверна. Подтверждение этих свойств, особенно если они окажутся новыми, укрепит уверенность в правоте теории.
Есть и другой способ. Если общие для всех вселенных свойства отсутствуют, но есть корреляция между разными физическими свойствами, то это может привести к другому классу проверяемых предсказаний. Например, мы видели, что если во всех вселенных, где в списке частиц присутствует электрон, должны также присутствовать другие ещё не обнаруженные типы частиц, то неспособность обнаружить эти частицы экспериментально здесь, в нашей Вселенной, приведёт к тому, что гипотезу мультивселенной надо будет отбросить. Обнаружение неизвестных частиц укрепит уверенность в правоте теории. Аналогичным образом, более сложные корреляции, когда вселенные, список частиц которых включает, скажем, все известные частицы (электроны, мюоны, u-кварки, d-кварки и так далее), с необходимостью содержат новые типы частиц, приводят к проверяемым, фальсифицируемым предсказаниям.
Если такие тесные корреляции отсутствуют, то следует попытаться рассмотреть способ варьирования физических свойств от вселенной ко вселенной — это также может привести к предсказаниям. Например, на просторах рассматриваемой мультивселенной космологическая постоянная может иметь широкий диапазон значений. Но если для огромного большинства вселенных значения космологической постоянной согласуются с тем, что показывают проведённые здесь измерения (рис. 7.1), то наше доверие к такой мультивселенной заслуженно возрастает.
Наконец, даже если большинство вселенных в данной мультивселенной имеет свойства, отличные от наших, то можно привлечь ещё один способ диагностики. Можно опереться на антропный принцип и рассматривать только те вселенные в мультивселенной, которые благоприятствуют нашей форме жизни. Если значительное большинство в этом подклассе вселенных имеет общие с нами свойства — если наша Вселенная типична среди тех, условия в которых позволяют нам существовать, — то уверенность в этой мультивселенной будет крепнуть. Если же мы нетипичны, мы не можем отбросить эту теорию, но это является привычным ограничением при статистических рассуждениях. Маловероятные события могут происходить, и иногда они действительно происходят. И в этом случае чем менее мы типичны, тем менее убедительной будет данная теория с мультивселенной. Если среди всех поддерживающих жизнь вселенных в данной мультивселенной наша Вселенная будет выделяться, как белая ворона, это даст весомый аргумент, чтобы отказаться от этой модели мультивселенной.
Поэтому для того, чтобы рассмотреть модель мультивселенной количественно, необходимо определить демографию населяющих её вселенных. Недостаточно знать, какие возможные вселенные допускает данная мультивселенная; необходимо определить детальные свойства настоящих вселенных, к которым приводит теория. Для этого необходимо понимание космологического процесса, в результате которого возникают различные вселенные данной мультивселенной. Тогда проверяемые предсказания могут возникнуть на основе того, как варьируются физические свойства от вселенной ко вселенной на просторах мультивселенной.
