Дельфис

Антропоцентризм и уникальность земной жизни?

Николай Коперник в XVI веке говорил о том, что нет никаких оснований считать человека занимающим привилегированное положение во Вселенной. Ещё раньше Джордано Бруно высказал идею о «множественности миров», то есть о том, что далёкие звёзды – такие же системы, как наша Солнечная. Он писал: «...глупо и нелепо считать, что не могут существовать иные существа, иные виды разума, нежели те, что доступны нашим чувствам» [1].

ХХ век снова поднял вопрос об уникальности жизни на Земле. В 1904 году Альфред Уоллес, исходя из того, что концепция множественности обитаемых миров не подтверждается наблюдательными данными, сделал заключение об отсутствии обитаемых планет в других солнечных системах [2]. Значительно позднее выдающийся советский астрофизик И.С.Шкловский, один из романтиков проблемы SETI, пришёл к печальному выводу, что мы одиноки, если не во всей Вселенной, то по крайней мере «в нашей Галактике или даже в Местной системе галактик». Основанием для подобного мнения также послужило отсутствие наблюдаемых проявлений деятельности развитых цивилизаций (отсутствие «космического чуда»). И.С.Шкловский сделал даже ещё более далеко идущий вывод о том, что разум представляет собой тупиковую ветвь эволюции живого [3].

Антропный принцип

Значения фундаментальных постоянных (гравитационной постоянной, масс и зарядов элементарных частиц, скорости света и др.) оказались единственно возможными и необходимыми для существования жизни во Вселенной (во всяком случае органической жизни земного типа. – Ред.)

1) Нейтрон  тяжелее, чем система протон плюс электрон, и именно поэтому атомы устойчивы. Если бы масса нейтрона была меньше, хотя бы на десятую долю процента, стабильных атомов и молекул вообще не могло бы быть, они бы рассыпались на элементарные частицы.

2) Уменьшение гравитационной постоянной на 8–10 % привело бы к тому, что галактики и звёзды не успели бы сформироваться к настоящему времени, а при увеличении её на 8–10 %  звёзды эволюционировали бы слишком быстро.

3) Безразмерная константа электромагнитного взаимодействия

 (α =1/137) не может существенно отклоняться от своего значения. Так, при

α=1/80 все частицы с массой покоя, отличной от нуля, очень быстро аннигилировали бы, и Вселенная тогда состояла бы только из безмассовых частиц.

4) Соответствующие оценки для других фундаментальных постоянных показывают, что  их изменения на 10–20 %  привели бы к невозможности существования любых устойчивых структур (атомов, молекул и более сложных образований).

5) Важным остаётся вопрос и о размерности  N нашего мира. Ещё в первой половине ХХ столетия Пауль Эренфест показал, что в четырёхмерном мире невозможны замкнутые орбиты планет, а соответственно, и устойчивая Солнечная система. Только при N=3 возникают связанные и несвязанные движения, которые наблюдаются в нашей Метагалактике [4].

Тонкая подгонка фундаментальных постоянных, необходимая для формирования и дальнейшего существования и развития сложных структур и, как следствия этой эволюции, появления живых организмов и человека,   привела к формулировке «антропного принципа». Одними из первых его сформулировали советские астрономы  А.Л.Зельманов и Г.М.Идлис:

«Мы являемся свидетелями процесса потому, что процессы другого типа протекают без свидетелей» [5]. «Мы видим Вселенную такой, как мы её видим, потому что мы существуем». Можно сделать и более сильное утверждение: Если бы Вселенная была другой, то нас бы там не было! [6].

Одним из свойств, необходимых для развития жизни, называлось расширение Метагалактики, поскольку в противном случае температура пылинок в космической среде была бы чрезмерно высокой и их конденсация стала бы невозможной. Позднее было установлено, что не всякое расширение допустимо. Мы можем жить только во Вселенной, где так называемая «космологическая постоянная» – величина |Λ| ~ ρ~10^-29 г/см3 [7]. При сильно отличающихся её значениях невозможно формирование галактик в наблюдаемых интервалах «красного смещения» (Z) галактик.

Готфрид Лейбниц ещё в XVII веке называл заданные свойства Вселенной «предустановленной гармонией как взаимно однозначного соответствия между монадами». Эта гармония изначально установлена Богом, когда он избрал для существования «наилучший из возможных миров» [8]. Согласно Лейбницу, монады – простые, неделимые субстанции. Мы их можем условно отождествить с элементарными частицами с их тонко подогнанными характеристиками.

По существу уже А.Уоллес сформулировал сильный антропный принцип: Если человек – «единственный и высший продукт обширной Вселенной» ... придётся «уверовать, что вся Вселенная в действительности явилась для этой цели». Впоследствии русские космисты, полагая, что существование человека не случайно и более того, что во всём космическом механизме «нет случайностей» [9], декларировали словами К.Э.Циолковского, что «тот космос, который мы знаем, не может быть иным» [10].

Как объяснить тонкую подгонку фундаментальных постоянных?

Первое объяснение связано с возможностью изменения мировых констант с течением времени. В этом случае может наступить момент, когда они примут значения, нужные для формирования различных структур и появления жизни. Такую идею высказал известный английский физик Поль Дирак [11]. Однако исследования показывают, что относительные изменения фундаментальных постоянных с момента формирования Вселенной до настоящего времени не превышают 10-10. Следовательно, уже в момент Большого Взрыва, который считается началом формирования  наблюдаемой части Вселенной, набор параметров, необходимых для появления в дальнейшем разумной жизни, был «обеспечен» с очень высокой точностью.

Второй выход из проблемы подстройки констант даёт теория инфляции – раздувания в момент Большого Взрыва первичного «пузыря», из которого впоследствии сформировалась наблюдаемая нами Вселенная. Эта идея восходит ещё к временам Де Ситтера (1917 г.),  предполагавшего, что в начальной стадии формирования Вселенной не было ни вещества, ни излучения, а вся энергия была сосредоточена в вакууме. Затем Вселенная практически мгновенно увеличилась в размерах в 10¹²⁰ раз (по современным оценкам за время от 10^-35 до 10^-32 с). Сценарий хаотической инфляции советского физика А.Д.Линде (ныне работающего в США) допускает образование многих вселенных (возможность существования Мультиверса) с формированием огромного количества (порядка 101⁰⁰) раздувающихся «пузырей», в одном из которых случайно реализовалась комбинация нужных параметров [12]. Сценарий хаотической инфляции не означает единого момента образования Вселенной как целого. В принципе, среди огромного множества вселенных могут быть такие, где свойства элементарных частиц и физические законы пригодны для формирования и существования жизни в какой-либо форме. Наш «пузырь» (Метагалактика) оказался выделенным для образования звёзд, галактик и появления жизни. Такую идею одним из первых высказал Брэндон Картер, сформулировавший ещё в 60-е годы ХХ века слабый и сильный антропные принципы [13].

Следует подчеркнуть, что в теории инфляции становятся несущественными начальные условия, которые определяют характер решения уравнений гравитации. Практически мгновенное расширение образующегося мира приводит к сглаживанию любых начальных неоднородностей. Сегодняшнее состояние Метагалактики не должно зависеть от упомянутых начальных условий.

Однако в сценарии хаотической инфляции остаются вопросы, на которые эта концепция не в состоянии ответить:

Где и какие физические законы были зафиксированы, когда Вселенной не существовало?  Было ли вообще такое время, когда её не было? Что было раньше: Вселенная или физические законы? Как законы могли существовать до формирования Вселенной или как Вселенная могла быть без законов, её описывающих?

Третья возможность решения проблемы тонкой подгонки физических постоянных и существования жизни связана с самоорганизацией материи. Однако  остаются неразработанными идеи, связанные с процессами такой самоорганизации, затрагивающими огромное множество явлений в окружающем нас мире. Наблюдения показывают, что и материальный, и духовный мир – это во многих случаях самоорганизующиеся системы, и в этом направлении необходимы тщательные исследования [14].

Квантовая космология

Согласно существующим в настоящее время астрофизическим представлениям, наблюдаемая нами часть Вселенной (Метагалактика) образовалась из сверхплотного ядра, характерный размер которого в начальный момент был чрезвычайно мал – порядка планковского (10^{-33 см), грандиозная плотность превышала планковскую плотность (1094} г/см3), а «начальный» возраст был порядка 10^-44 с. При  таких значениях пространственных и временных масштабов мы находимся в самых глубинах материи и обязаны пользоваться представлениями квантовой физики. Сразу подчеркнём, что квантовая космология ещё находится в зачаточном состоянии и допускает значительный произвол в трактовке различных процессов и явлений.

^{Рис. Схематическое представление структурных составляющих Метагалактики (по данным космической обсерватории WMAP [Википедия])}

Астрофизические исследования показали, что Метагалактика лишь приблизительно на 4 % состоит из привычного для земных лабораторий барионного вещества. Более 20 % приходится на «тёмную материю», проявляющуюся лишь в гравитационном воздействии на наблюдаемые объекты. Наконец около трёх четвертей материи Метагалактики связано с «тёмной энергией» – субстанцией, противоположной по своему воздействию гравитации и вызывающей наблюдаемое ускоренное расширение изученной части Вселенной (рис.).

Природа тёмной материи и тёмной энергии до сих пор не понята, но совершенно ясно, что они должны описываться законами квантовой физики. Антигравитация тёмной энергии связывается со свойствами физического вакуума – существенно квантовой субстанцией. Вакуум – не совсем пустое пространство. Оно заполнено квантовыми флуктуациями всех известных и неизвестных физичеких полей. Такие квантовые флуктуации ответственны за формирование галактик и других пространственных структур и, кроме того, за дробление Вселенной на части с различными свойствами. В теории хаотической инфляции допускаются самопроизвольные скачки первичного скалярного поля, приводящие к тому, что часть какой-либо вселенной начинает расширяться намного быстрее, чем родительская вселенная, и это может привести к процессу саморепродукции  вселенных.

Поскольку все гипотетические частицы тёмной материи и поля, обеспечивающие тёмную энергию, представляют собой квантовые объекты, то и современное состояние Метагалактики должно описываться законами квантовой физики.

Единственной возможностью объяснения, почему наша Вселенная большая, плоская, однородная и изотропная, – это инфляция (чрезвычайно быстрое «раздувание»). После инфляции Вселенная была пустой. Вся материя сформировалась по окончании инфляции благодаря именно квантовым процессам. А все галактики образовались благодаря  квантовым флуктуациям на последней стадии инфляции. Не было бы вещества в нашей Вселенной без квантовых эффектов! В связи с этим выводом возникает ряд вопросов, ответ на которые должен прояснить наше понимание окружающего мира.

Квантовая космология, как любая область квантовой физики, должна описывать Метагалактику «волновой функцией Вселенной». Но в рамках квантовых представлений необходимо присутствие наблюдателя, без которого ничего определённого о протекающих процессах сказать нельзя. В квантовой космологии  проблема наблюдателя   не только не решена, но и по существу не поставлена. Ясно однако, что, принимая квантовую концепцию, мы должны допустить ПРИСУТСТВИЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ и при рождении Вселенной.

«Свойства, обнаруживаемые при измерении, могут вообще не существовать до измерения<…> В некотором смысле реальность творится, а не просто познаётся» [15].

Американский физик и космолог Дж.Уилер рассматривал возможность участия человека как наблюдателя в создании Вселенной, поскольку она представляет собой квантовую систему. С этих же позиций к проблеме сознания обратился и А.Д.Линде: «Не может ли быть так, что без учёта сознания описание Вселенной будет принципиально неполным?»

Космический разум, сознание, наблюдатель

«Без введения Наблюдателя Вселенная остаётся мёртвой (не  эволюционирующей во времени)» [7].

Возможно, что введение Сознания необходимо само по себе, даже в отсутствии материи, подобно гравитационным волнам, которые существуют в отсутствии протонов и электронов.  «Наблюдатели нужны, чтобы привести Вселенную в состояние Бытия» (Observers are necessary to bring the Universe into beeing) [16].

В концепции Хью Эверетта [17] Сознание выберает квантовомеханические альтернативы. В расширенной концепции, предложенной М.Б.Менским, «Сознание – это и есть разделение альтернатив» [18].

В соответствии с этим возникает мысль о воздействии Космического Разума (Сверхразума, Абсолюта, Бога)  на протекание Большого Взрыва и его последствия. В частности, мы можем предположить, что именно «выбор альтернативы» привёл к формированию мира с известными в настоящее время значениями фундаментальных постоянных, которые оказались единственно возможными и необходимыми для существования жизни в Метагалактике. Участие Космического Разума могло, например, заключаться в том, что в Первичное Ядро (Первояйцо) уже была заложена программа дальнейшего развития Вселенной, пригодной для формирования в ней жизни, и энергия, необходимая для реализации этой программы. В дальнейшем ИНФОРМАЦИОННАЯ ПАНСПЕРМИЯ  охватила всю нашу Метагалактику.

Вопрос о существовании разумной жизни вне Земли в свете антропного принципа приобретает новую окраску. Он означает, что наша Вселенная  приспособлена для возникновения и существования жизни. Как показывают наблюдения, Метагалактика однородна и изотропна, то есть её свойства в больших масштабах одинаковы. Таким образом, применение антропного принципа приводит к выводу о закономерном возникновении и широкой распространённости жизни и Разума во Вселенной. Антропный принцип, с точки зрения физики и философии, «отвергает» возможность уникальности земной жизни [19].

Открытие тонких форм материи (ТЁМНОЙ МАТЕРИИ и ТЁМНОЙ ЭНЕРГИИ) и единство всего окружающего квантового мира дают научное обоснование для его  восприятия как единого Живого Организма, в поддержании гармонии и эволюции которого  человечество и каждый человек могут и должны играть сознательную и созидающую роль

г. Пущино-на-Оке, Радиоастрономическая обсерватория