Стивен Хокинг - Высший замысел
Тройной альфа-процесс. Углерод образуется в недрах звезд при столкновении трех ядер гелия. Такое событие было бы весьма маловероятным, если бы не особенность законов ядерной физики.
Рассматривая модель вселенных, которую мы создали, изменив определенным образом физические теории, можно методическим путем изучить эффект изменений физического закона. Оказывается, по индивидуальному заказу для нашего существования созданы не только сильные ядерные взаимодействия и электромагнитная сила. Большинство фундаментальных констант, фигурирующих в наших теориях, выглядят точно настроенными в том смысле, что если изменить их на совсем незначительные величины, то Вселенная была бы качественно другой и во многих случаях непригодной для развития жизни. Например, если другая ядерная сила — слабое ядерное взаимодействие — была бы намного слабее, то в ранней Вселенной весь водород, имевшийся в космосе, превратился бы в гелий, и потому не было бы нормальных звезд; а если эта же сила оказалась бы намного сильнее, то взрывающиеся сверхновые звезды не сбрасывали бы свою внешнюю оболочку и таким образом не могли бы засеивать межзвездное пространство тяжелыми химическими элементами, которые требуются планетам для создания жизни. Будь протоны на 0,2 % тяжелее, они распадались бы на нейтроны, дестабилизируя атомы. Если бы суммарная масса тех «сортов» (или, как говорят физики, «ароматов») кварков, из которых состоят протоны, изменилась всего на 10 %, то было бы гораздо меньше стабильных атомных ядер, из которых мы сделаны. Фактически же суммарные массы кварков выглядят примерно оптимальными для существования наибольшего числа стабильных ядер.
Если предположить, что для развития жизни на планете необходимо, чтобы несколько сотен миллионов лет планета находилась на стабильной орбите, то количество пространственных измерений также установлено нашим существованием. Это потому, что, согласно законам гравитации, устойчивые эллиптические орбиты возможны только при трех пространственных измерениях. Круговые орбиты возможны и в других измерениях, но они, как и опасался Ньютон, нестабильны. В любом пространстве, кроме трехмерного, даже малое возмущение, такое как притяжение других планет, сместит планету с круговой орбиты и приведет к движению по спирали либо в сторону Солнца, либо в противоположном направлении, так что мы или сгорим, или замерзнем. Кроме того, там, где более трех пространственных измерений, гравитационная сила между двумя телами будет убывать быстрее, чем в трех измерениях. В трехмерном пространстве сила гравитации уменьшается до 1/4 своей величины при удвоении расстояния. В четырехмерном она бы уменьшалась до 1/8, а в пятимерном — до 1/16 и т. д. В результате при более чем трех пространственных измерениях Солнце не смогло бы находиться в устойчивом состоянии, уравновешивая своим внутренним давлением гравитационное притяжение. Оно либо распалось бы на части, либо сжалось бы, образовав черную дыру, — в любом случае ваш день был бы испорчен. На атомном уровне электрические силы вели бы себя так же, как гравитационные. Это означает, что электроны в атомах или вырвались бы наружу, или упали бы на ядро. В обоих случаях существование атомов такими, как мы их знаем, было бы невозможно.
Появление сложных структур, способных обеспечить существование разумных наблюдателей, кажется очень сомнительным. Законы природы формируют крайне тонко настроенную систему, и очень мало что в физическом законе может быть изменено без уничтожения возможности для развития известной нам формы жизни. Если бы не ряд удивительных совпадений в точных деталях физических законов, то, похоже, люди и сходные с ними формы жизни никогда бы не появились.
Наиболее впечатляющее совпадение в тонкой настройке связано с так называемой космологической постоянной в уравнениях общей теории относительности Эйнштейна. Как мы уже говорили, в 1915 году, когда была сформулирована эта теория, Эйнштейн считал, что Вселенная статична, то есть она не расширяется и не сжимается. Поскольку все материальные образования притягиваются друг к другу, он ввел в свою теорию новую силу — антигравитацию, — чтобы компенсировать стремление Вселенной к сжатию. Эта сила, в отличие от прочих, не исходила ни из какого источника, а была встроена в саму ткань пространства-времени. Величину этой силы и описывает космологическая постоянная.
Когда было обнаружено, что Вселенная нестатична, Эйнштейн исключил космологическую постоянную из своей теории и назвал ее величайшей ошибкой своей жизни. Но в 1998 году при наблюдениях очень удаленной сверхновой звезды было обнаружено, что Вселенная расширяется с ускорением, — этот эффект невозможен без какой-то отталкивающей силы, действующей по всему пространству. Космологическую постоянную возродили. Поскольку теперь мы знаем, что ее значение отлично от нуля, остается открытым вопрос, почему у нее именно такое значение. Физики придумали аргументы, объясняющие, как она могла возникнуть благодаря эффектам квантовой механики, но величина, рассчитанная ими примерно на 120 порядков (единица со 120 нулями), превышает действительную, полученную при наблюдениях сверхновой звезды. Это означает, что либо рассуждение, на котором основан расчет, было неверным, либо существует еще какое-то явление, которое чудесным образом уничтожает практически всю рассчитанную величину, оставляя лишь ее невообразимо малую долю. Ясно одно: если бы значение космологической постоянной было гораздо больше, чем оно есть, то наша Вселенная разлетелась бы в стороны еще до того, как успели образоваться галактики, и — снова о том же — жизнь, какой мы ее знаем, была бы невозможна.
Что мы можем заключить из этих совпадений? Удача в точной форме и сути фундаментального физического закона — это другой вид удачи, отличающийся от того, который мы встречаем в факторах окружающей среды. Ее нелегко объяснить, и она имеет гораздо более глубокие последствия для физики и философии. Наша Вселенная и ее законы выглядят так, словно они сделаны на заказ по проекту, разработанному специально для нас, а раз уж нам дано существовать, то они оставляют мало места для каких-либо изменений. Это нелегко объяснить, и возникает естественный вопрос: почему же это так?
Многим хотелось бы, чтобы мы использовали эти совпадения как свидетельство деятельности Бога. Мысль о том, что Вселенная была задумана, чтобы поселить в ней людей, появилась в теологии и мифологии тысячи лет назад и существует до наших дней. У индейцев майя в эпосе «Пополь-Вух» боги провозгласили: «Но нет ни славы, ни величия в этом нашем творении, в нашем создании, пока не будет создано человеческое существо, пока не будет сотворен человек!»[6] В египетском тексте, который относится к 2000 г. до н. э., сказано: «Люди, божья скотина, получили хорошие дары. Он [бог солнца] создал небо и землю для их пользы». В Китае даосский философ Ле Юйкоу (ок. 400 г. до н. э.) выразил похожую мысль словами сказочного персонажа: «Благодаря небесам произрастает пять видов зерна, небесами нам даны твари с плавниками и твари с перьями — все это для нашей пользы».
В западной культуре идея о ниспосланном свыше замысле появилась в Ветхом Завете, в Книге Бытия, рассказывающей о сотворении мира, но на традиционную христианскую точку зрения большое влияние оказали более ранние воззрения Аристотеля, верившего «в разумный природный мир, функционирующий согласно некоему тщательно разработанному плану». Средневековый христианский теолог Фома Аквинский бытие Бога объяснял, опираясь на идеи Аристотеля о порядке в природе. В XVIII веке некий христианский теолог в своих рассуждениях дошел до того, что заявил, будто у кроликов хвосты белые, чтобы нам было удобнее в них стрелять. Более современную христианскую точку зрения высказал несколько лет назад кардинал Кристоф Шёнборн, архиепископ Вены: «Теперь, в начале XXI столетия, столкнувшись с такими научными нововведениями, как неодарвинизм и космологическая гипотеза о мультивселенной [множественности вселенных], придуманными, чтобы оспорить неопровержимое свидетельство цели и замысла, найденное современной наукой, католическая церковь вновь будет защищать человеческую природу, провозглашая, что внутренний, неотъемлемый замысел в природе реально существует». В космологии неопровержимым свидетельством цели и замысла, упомянутых кардиналом, является точная настройка физических законов, о которой мы говорили выше.
Поворотной точкой в научном отрицании антропоцентрической Вселенной явилась модель Солнечной системы Коперника, в которой Земля больше не занимала центрального положения. Ирония заключается в том, что сам Коперник видел мир антропоморфным до такой степени, что утешал нас, указывая, будто, несмотря на его гелиоцентрическую модель, Земля находится почти в центре Вселенной: «Хотя [Земля] находится не в центре мира, тем не менее расстояние [до его центра] ничтожно, особенно по сравнению с расстоянием до неподвижных звезд». С изобретением телескопа, наблюдения, сделанные в XVII веке, например открытие того, что спутник есть не только у нашей планеты, добавили веса коперниковскому принципу, гласящему, что мы не занимаем привилегированного положения во Вселенной. И чем больше мы узнавали о Вселенной в последующие века, тем больше наша планета становилась в нашем представлении лишь одной из многих. Но сравнительно недавнее открытие особо точной настройки столь многих законов природы могло бы увести (по крайней мере, некоторых из нас) назад, к старой идее о том, что этот великий проект — дело рук некоего великого Проектировщика. В США, где конституция запрещает преподавание религии в школах, подобную идею именуют «рациональным проектированием», не называя, но подразумевая, что проектировщик — Бог.
